Ecografia. Metodo di ricerca ad ultrasuoni

L'ecografia è lo studio di organi e tessuti utilizzando "onde" ultrasoniche. Passando attraverso tessuti di diversa densità, o meglio attraverso i confini tra tessuti diversi, gli ultrasuoni vengono riflessi da essi in modo diverso. Uno speciale sensore ricevente registra questi cambiamenti, traducendoli in immagine grafica, che può essere registrato su un monitor o su una carta fotografica speciale.

Il metodo ecografico è semplice ed accessibile e non presenta controindicazioni. Gli ultrasuoni possono essere utilizzati ripetutamente durante l'intero periodo di osservazione del paziente per diversi mesi o anni. Inoltre lo studio può essere ripetuto più volte nell'arco della giornata qualora la situazione clinica lo richieda.

A volte lo studio è difficile da eseguire o non è molto informativo a causa del paziente cicatrici postoperatorie, bende, obesità, grave flatulenza. In questi e altri casi, il nostro dipartimento può eseguire TAC(TC) o risonanza magnetica (MRI). Compreso quando processi patologici, identificati mediante ultrasuoni, richiedono un ulteriore esame utilizzando metodi più informativi per chiarire la diagnostica.

Storia del metodo ecografico

Gli ultrasuoni in natura furono scoperti dallo scienziato italiano Lazzaro Spallanzani nel 1794. Notò che se pipistrello si copre le orecchie e perde l'orientamento. Lo scienziato ha suggerito che l'orientamento nello spazio viene effettuato attraverso l'emissione e la percezione raggi invisibili. Successivamente furono chiamate onde ultrasoniche.

Nel 1942 Dottore tedesco Theodor Dussick e suo fratello, il fisico Friedrich Dussick, tentarono di utilizzare gli ultrasuoni per diagnosticare i tumori al cervello umano.

Il primo dispositivo medico ad ultrasuoni fu creato nel 1949 dallo scienziato americano Douglas Haury.

Di particolare rilievo è il contributo allo sviluppo diagnostica ecografica Christian Anders Doppler, che nel suo trattato “Sulle caratteristiche collometriche dello studio stelle doppie e alcune altre stelle del cielo" suggeriva l'esistenza di un importante effetto fisico quando la frequenza delle onde ricevute dipende dalla velocità con cui l'oggetto emittente si muove rispetto all'osservatore. Ciò divenne la base della Dopplerografia, una tecnica per cambiare la velocità del flusso sanguigno mediante ultrasuoni.

Possibilità e vantaggi del metodo ad ultrasuoni

L’ecografia è un metodo diagnostico ampiamente utilizzato. Non espone il paziente alle radiazioni ed è considerato innocuo. Tuttavia, gli ultrasuoni presentano una serie di limitazioni. Il metodo non è standardizzato e la qualità dello studio dipende dall'attrezzatura utilizzata per condurre lo studio e dalle qualifiche del medico. Un'ulteriore limitazione degli ultrasuoni è l'eccesso di peso e/o la flatulenza, che interferiscono con la conduzione delle onde ultrasoniche.

L'ecografia è un metodo diagnostico standard utilizzato per lo screening. In tali situazioni, quando il paziente non ha ancora malattie o disturbi, è necessario utilizzare gli ultrasuoni per la diagnosi preclinica precoce. Se esiste già una patologia nota, è meglio scegliere la TC o la risonanza magnetica come metodi per chiarire la diagnosi.

I campi di applicazione degli ultrasuoni in medicina sono estremamente ampi. IN scopi diagnosticiè usato per rilevare malattie d'organo cavità addominale e reni, organi pelvici, ghiandola tiroidea, ghiandole mammarie, cuore, vasi sanguigni, in ostetricia e pratica pediatrica. L'ecografia viene utilizzata anche come metodo diagnostico condizioni di emergenza, richiedendo Intervento chirurgico, ad esempio colecistite acuta, pancreatite acuta, trombosi vascolare, ecc.

L'ecografia è il metodo diagnostico preferito per l'esame durante la gravidanza, perché I metodi di esame a raggi X possono danneggiare il feto.

Controindicazioni agli ultrasuoni

Controindicazioni a esame ecografico NO. L’ecografia è il metodo di scelta per la diagnosi condizioni patologiche durante la gravidanza. Gli ultrasuoni non hanno esposizione alle radiazioni e possono essere ripetuti un numero illimitato di volte.

Preparazione

L'esame degli organi addominali viene effettuato a stomaco vuoto (il pasto precedente è stato consumato non prima di 6-8 ore prima dell'esame), al mattino. I legumi dovrebbero essere esclusi dalla dieta per 1-2 giorni. verdure crude, pane nero, latte. Se sei incline alla formazione di gas, si consiglia di prenderlo carbone attivo 1 compressa 3 volte al giorno, altri enterosorbenti, festal. Se il paziente ha diabete mellito diciamo colazione leggera(tè caldo, pane bianco secco).

Per eseguire un esame transaddominale degli organi pelvici ( Vescia, utero o ghiandola prostatica) la vescica deve essere riempita. Si consiglia di astenersi dall'urinare per 3 ore prima del test oppure assumere 300-500 ml di acqua 1 ora prima del test. Quando si effettua un esame intracavitario (attraverso la vagina nelle donne - TVUS, o attraverso il retto negli uomini - TRUS), al contrario, è necessario svuotare la vescica.

Gli esami ecografici del cuore, dei vasi sanguigni e della tiroide non richiedono una preparazione speciale.

Come si svolge l'esame?

Il medico o l'infermiere ti inviteranno nella sala ecografica e ti chiederanno di sdraiarti sul lettino, esponendo la parte del corpo da esaminare. Per migliore implementazione possibile onde ultrasoniche, il medico applicherà sulla pelle un gel speciale che non ne contiene medicinali ed è assolutamente neutro per il corpo.

Durante l'esame, il medico premerà il sensore a ultrasuoni sul corpo in diverse posizioni. Le immagini verranno visualizzate sul monitor e stampate su speciale carta termica.

Durante l'esame dei vasi sanguigni, verrà abilitata la funzione di determinazione della velocità del flusso sanguigno utilizzando la modalità Doppler. In questo caso, lo studio sarà accompagnato da un suono caratteristico che riflette il movimento del sangue attraverso il vaso.

introduzione

La crescente importanza della visualizzazione tecniche diagnostiche V pratica clinica dovrebbe essere spiegato agli studenti di medicina già a fasi iniziali formazione scolastica. L'ampia diffusione e la natura non invasiva dell'ecografia richiedono oggi di familiarizzare relativamente con essa i medici di domani metodo sicuro. Non è un segreto che la stragrande maggioranza degli specialisti in diagnostica ecografica abbia seguito e stia seguendo una specializzazione primaria sul posto di lavoro, ad es. dietro la schiena di un medico che conduce visite di routine ai pazienti. Se sei fortunato, riesci a vedere abbastanza vasta gamma patologie, no - solo le malattie più comuni. Di conseguenza, la formazione del medico che ritorna da tale formazione presenta ampie lacune educazione speciale. IN lavoro pratico appare davanti a lui grande quantità domande che richiedono risposte immediate.

Allo stesso tempo, va sottolineato che ogni diagnosi ecografica è valida tanto quanto l’ecotecnico. È possibile evitare diagnosi errate attraverso una conoscenza approfondita dell'anatomia e della morfologia ecografica, un rigore incessante e, quando appropriato, il confronto con altri studi di imaging. Il successo iniziale ("vedo già tutti gli organi parenchimali") non dovrebbe portare ad un'eccessiva sicurezza durante l'allenamento. Una conoscenza veramente profonda può essere ottenuta solo a lungo termine lavoro indipendente in clinica, accumulo esperienza pratica, studiando caratteristiche anatomiche norme e patologie.

Allo stesso tempo, materiale didattico preparato con cura che riflette molti anni esperienza clinica stimolerà e forse anche ispirerà molti studenti.

Fondamenti teorici del metodo

Il suono è un'onda meccanica longitudinale in cui le vibrazioni delle particelle si trovano sullo stesso piano della direzione di propagazione dell'energia. Un'onda trasporta energia, ma non materia. Limite superiore suono udibile-20000Hz. Il suono con una frequenza superiore a questo valore è chiamato ultrasuono. La frequenza è il numero di oscillazioni (cicli) complete in un periodo di tempo di 1 secondo. Le unità di frequenza sono hertz (Hz) e megahertz (MHz). Un hertz è una vibrazione al secondo. Un megahertz = 1.000.000 di hertz. I moderni dispositivi a ultrasuoni utilizzano ultrasuoni con una frequenza di 2 MHz e superiore per ottenere immagini.

Per ottenere gli ultrasuoni vengono utilizzati speciali convertitori o trasduttori che convertono l'energia elettrica in energia ultrasonica. La ricezione degli ultrasuoni si basa sull'effetto piezoelettrico inverso, esercizi. L'essenza dell'effetto è che se la tensione elettrica viene applicata a determinati materiali (piezoelettrici), la loro forma cambierà. A questo scopo, nei dispositivi a ultrasuoni vengono spesso utilizzati piezoelettrici artificiali, come lo zirconato o il titanato di piombo. Con assenza corrente elettrica l'elemento piezoelettrico ritorna forma originale, e quando la polarità cambia, la forma cambierà di nuovo, ma nella direzione opposta. Se viene applicata una corrente alternata veloce a un elemento piezoelettrico, l'elemento inizierà da alta frequenza contrarre ed espandersi (cioè oscillare), generando un campo ultrasonico. La frequenza operativa del trasduttore (frequenza di risonanza) è determinata dal rapporto tra la velocità di propagazione degli ultrasuoni nell'elemento piezoelettrico e il doppio spessore di questo elemento piezoelettrico. Il rilevamento dei segnali riflessi si basa sull'effetto piezoelettrico diretto. I segnali di ritorno fanno oscillare l'elemento piezoelettrico e sui suoi bordi appare una corrente elettrica alternata. In questo caso l'elemento piezoelettrico funziona come un sensore a ultrasuoni. In genere, i dispositivi a ultrasuoni utilizzano gli stessi elementi per emettere e ricevere ultrasuoni. Pertanto i termini “convertitore”, “trasduttore”, “sensore” sono sinonimi.

A differenza di onde elettromagnetiche(luce, onde radio, ecc.) il suono richiede un mezzo per propagarsi: non può propagarsi nel vuoto. Come tutte le onde, il suono può essere descritto da una serie di parametri. Oltre alla frequenza si tratta della lunghezza d'onda, della velocità di propagazione nel mezzo, del periodo, dell'ampiezza e dell'intensità. Frequenza, periodo, ampiezza e intensità sono determinati dalla sorgente sonora, la velocità di propagazione è determinata dal mezzo e la lunghezza d'onda è determinata sia dalla sorgente sonora che dal mezzo.

Il periodo è il tempo necessario per ottenere un ciclo completo di oscillazioni. Le unità del periodo sono secondo (s) e microsecondo (μs). Un microsecondo è un milionesimo di secondo. Periodo (μs) = 1/frequenza (MHz).

La lunghezza d'onda è la lunghezza che una vibrazione occupa nello spazio. Le unità di misura sono metro (m) e millimetro (mm). La velocità degli ultrasuoni è la velocità con cui l'onda viaggia attraverso un mezzo. Le unità di velocità di propagazione degli ultrasuoni sono metri al secondo (m/s) e millimetri al microsecondo (mm/μs). La velocità di propagazione degli ultrasuoni è determinata dalla densità e dall'elasticità del mezzo. La velocità di propagazione degli ultrasuoni aumenta all'aumentare dell'elasticità e al diminuire della densità del mezzo.

La velocità media di propagazione degli ultrasuoni nei tessuti del corpo umano è di 1540 m/s: la maggior parte dei dispositivi diagnostici a ultrasuoni sono programmati per questa velocità.

Questo valore, inserito in un programma informatico, si basa sul presupposto che la velocità di propagazione del suono nei tessuti sia costante. Tuttavia, il suono viaggia attraverso il fegato ad una velocità di circa 1570 m/s il tessuto adiposo va a una velocità inferiore - circa 1476 m/s. La velocità media stimata memorizzata nel computer provoca alcune variazioni, ma non causa grandi distorsioni.

La velocità di propagazione degli ultrasuoni (C), la frequenza (f) e la lunghezza d'onda () sono legate tra loro dalla seguente equazione: C = f x.

Poiché nel nostro caso la velocità è considerata costante (1540 m/s), le restanti due variabili f sono interconnesse da una relazione inversamente proporzionale. Più alta è la frequenza, più corta è la lunghezza d'onda e il dimensioni più piccole oggetti che possiamo vedere.

Per ottenere un'immagine nella diagnostica ecografica, non sono gli ultrasuoni emessi continuamente da un trasduttore (onda costante), ma gli ultrasuoni emessi sotto forma di brevi impulsi (impulso).

Queste vibrazioni vengono emesse dal cristallo (effetto piezoelettrico) come un'onda sonora allo stesso modo in cui le onde sonore vengono emesse dalla membrana di un altoparlante, sebbene le frequenze utilizzate nell'ecografia non siano udibili dall'orecchio umano.

A seconda dello scopo dell'applicazione, la frequenza monografica può variare da 2,0 a 15,0 MHz.

Ulteriori parametri vengono utilizzati per caratterizzare gli ultrasuoni pulsati. La frequenza di ripetizione degli impulsi è il numero di impulsi emessi per unità di tempo (secondo). La frequenza di ripetizione degli impulsi viene misurata in hertz (Hz) e kilohertz (kHz).

La durata dell'impulso è la durata temporale di un impulso.

Misurato in secondi (s) e microsecondi (μs).

Il fattore di occupazione è la frazione di tempo durante la quale vengono emessi gli ultrasuoni (sotto forma di impulsi).

L'estensione spaziale dell'impulso (SPR) è la lunghezza dello spazio in cui viene posizionato un impulso ultrasonico.

Per i tessuti molli l'estensione spaziale dell'impulso (mm) è pari al prodotto tra 1,54 (velocità di propagazione degli ultrasuoni in mm/μs) e il numero di oscillazioni (cicli) dell'impulso (n) diviso per la frequenza in MHz. Oppure, PPI = 1,54xn/f.

È possibile ridurre l'estensione spaziale dell'impulso (e questo è molto importante per migliorare la risoluzione assiale) riducendo il numero di oscillazioni nell'impulso o aumentando la frequenza.

Ampiezza ultra onda sonoraè la deviazione massima della variabile fisica osservata dal valore medio

L'intensità degli ultrasuoni è il rapporto tra la potenza dell'onda e l'area su cui è distribuito il flusso ultrasonico. Si misura in watt per centimetro quadrato (W/cmq).

Con potenza di radiazione uguale a area più piccola flusso, maggiore è l'intensità. L'intensità è anche proporzionale al quadrato dell'ampiezza. Quindi, se l’ampiezza raddoppia, l’intensità quadruplica. L'intensità non è uniforme sia sull'area del flusso che, nel caso degli ultrasuoni pulsati, nel tempo.

Quando si passa attraverso qualsiasi mezzo, si verificherà una diminuzione dell'ampiezza e dell'intensità del segnale ultrasonico, chiamata attenuazione. L'attenuazione del segnale ultrasonico è causata dall'assorbimento, dalla riflessione e dalla diffusione. L'unità di attenuazione è il decibel (dB). Il coefficiente di attenuazione è l'attenuazione di un segnale ultrasonico per unità di lunghezza del percorso di questo segnale (dB/cm). Il coefficiente di attenuazione aumenta con l'aumentare della frequenza.

Le onde sonore del sensore, costituito da numerosi cristalli, penetrano nel tessuto, vengono riflesse e ritornano come eco al sensore. Echi restituiti ordine inverso vengono convertiti dai cristalli in impulsi elettrici e vengono poi utilizzati da un computer per costruire un'immagine ecografica.

La rifrazione è un cambiamento nella direzione di propagazione di un raggio ultrasonico quando attraversa il confine di mezzi con diverse velocità di propagazione degli ultrasuoni. Il seno dell'angolo di rifrazione è uguale al prodotto del seno dell'angolo di incidenza per il valore ottenuto dividendo la velocità di propagazione degli ultrasuoni nel secondo mezzo per la velocità nel primo. Maggiore è il seno dell'angolo di rifrazione e, di conseguenza, l'angolo di rifrazione stesso, maggiore è la differenza nelle velocità di propagazione degli ultrasuoni in due mezzi. La rifrazione non si osserva se le velocità di propagazione degli ultrasuoni in due mezzi sono uguali o se l'angolo di incidenza è pari a 0. Parlando di riflessione, va tenuto presente che nel caso in cui la lunghezza d'onda è molte più dimensioni irregolarità della superficie riflettente si verifica una riflessione speculare.

Un altro parametro ambientale importante è la resistenza acustica.

La resistenza acustica è il prodotto tra la densità del mezzo e la velocità di propagazione degli ultrasuoni. Resistenza (Z) = densità () x velocità di propagazione (C).

Quando gli ultrasuoni attraversano il tessuto all'interfaccia di mezzi con diversa resistenza acustica e velocità degli ultrasuoni, si verificano fenomeni di riflessione, rifrazione, diffusione e assorbimento. A seconda dell'angolo si parla di incidenza perpendicolare e obliqua (ad angolo) del raggio ultrasonico. Quando il raggio ultrasonico incide obliquamente, vengono determinati l'angolo di incidenza, l'angolo di riflessione e l'angolo di rifrazione. Angolo di incidenza uguale all'angolo riflessi. Quando il fascio ultrasonico incide perpendicolarmente, può essere completamente riflesso o parzialmente riflesso, parzialmente attraversato dal confine di due mezzi; in questo caso la direzione degli ultrasuoni nel passaggio da un mezzo all'altro non cambia. L'intensità degli ultrasuoni riflessi e degli ultrasuoni che hanno superato il confine del mezzo dipende dall'intensità iniziale e dalla differenza nella resistenza acustica dei mezzi. Il rapporto tra l'intensità dell'onda riflessa e l'intensità dell'onda incidente è chiamato coefficiente di riflessione. Il rapporto tra l'intensità dell'onda ultrasonica che passa attraverso il confine del mezzo e l'intensità dell'onda incidente è chiamato coefficiente di conduttività degli ultrasuoni. Pertanto, se i tessuti hanno densità diverse, ma la stessa resistenza acustica, non ci sarà riflessione degli ultrasuoni. D'altra parte, con una grande differenza nella resistenza acustica, l'intensità della riflessione tende al 100%. Un esempio di ciò è la pagina Aria/Tessuti molli. Al confine di questi mezzi si verifica una riflessione quasi completa degli ultrasuoni. Per migliorare la conduzione degli ultrasuoni nel tessuto del corpo umano, vengono utilizzati mezzi di collegamento (gel). Le onde sonore vengono riflesse dall'interfaccia tra mezzi con diverse densità acustiche (cioè diversa propagazione del suono). La riflessione delle onde sonore è proporzionale alla differenza di densità acustica: una moderata differenza rifletterà e restituirà parte del raggio sonoro al trasduttore, le rimanenti onde sonore verranno trasmesse e penetreranno ulteriormente negli strati più profondi dei tessuti. Se la differenza di densità acustica è maggiore, aumenta anche l'intensità del suono riflesso, mentre diminuisce proporzionalmente l'intensità del suono che penetra ulteriormente. Se la densità acustica varia in modo significativo, il raggio sonoro viene completamente riflesso, determinando un'ombra acustica totale (riflessione totale). Si osserva un'ombra acustica dietro le ossa (coste), i calcoli (reni o cistifellea) e il gas (gas nell'intestino).

Gli echi non compaiono se non c'è differenza nella densità acustica dei mezzi adiacenti: i fluidi omogenei (sangue, bile, urina e contenuto di cisti, nonché liquido ascitico e versamento pleurico) appaiono come strutture econegative (nere), per esempio, cistifellea e vasi epatici.

Il processore della macchina ad ultrasuoni calcola la profondità alla quale si è verificato l'eco registrando la differenza temporale tra i momenti di emissione onda acustica e ricevere un segnale di eco. Gli echi provenienti dai tessuti vicini al trasduttore ritornano prima rispetto a quelli provenienti dai tessuti più profondi.

Se la lunghezza d'onda è paragonabile alle irregolarità della superficie riflettente o vi è disomogeneità del mezzo stesso, si verifica la diffusione degli ultrasuoni. Nella retrodiffusione, gli ultrasuoni vengono riflessi nella direzione da cui proveniva il raggio originale. L'intensità dei segnali diffusi aumenta con l'aumentare dell'eterogeneità del mezzo e con l'aumento della frequenza (cioè con la diminuzione della lunghezza d'onda) degli ultrasuoni. La diffusione dipende relativamente poco dalla direzione del fascio incidente e, quindi, consente una migliore visualizzazione delle superfici riflettenti, per non parlare del parenchima degli organi. Affinché il segnale riflesso sia posizionato correttamente sullo schermo, è necessario conoscere non solo la direzione del segnale emesso, ma anche la distanza dal riflettore. Questa distanza è pari a 1/2 il prodotto della velocità e degli ultrasuoni nel mezzo e del tempo che intercorre tra l'emissione e la ricezione del segnale riflesso. Il prodotto tra velocità e tempo è diviso a metà, poiché gli ultrasuoni percorrono un doppio percorso (dall'emettitore al riflettore e ritorno) e a noi interessa solo la distanza dall'emettitore al riflettore.

Allo stesso tempo, prima di ritornare al sensore, l'eco può essere riflesso più volte avanti e indietro, il che richiede un tempo di viaggio che non corrisponde alla distanza da dove ha avuto origine. Il processore dell'ecografo colloca erroneamente questi segnali di riverbero in uno strato più profondo.

Applicazione nella pratica medica generale

È noto che il passaggio degli ultrasuoni attraverso oggetti biologici provoca due tipi di effetti: meccanici e termici. L'assorbimento dell'energia di un'onda sonora porta alla sua attenuazione e l'energia rilasciata si trasforma in calore. Inoltre, la gravità del riscaldamento è correlata all'intensità della radiazione ultrasonica. Un caso speciale degli effetti biologici degli ultrasuoni è la cavitazione. In questo caso, nel liquido sonicato si formano numerose bolle pulsanti riempite di gas, vapore o una miscela di entrambi.

Riso. 1. Oggetto del test dell'American Institute of Ultrasound in Medicine

L’American Institute of Ultrasound in Medicine, sulla base di una revisione degli studi sugli effetti degli ultrasuoni sulle cellule vegetali e animali, ha fatto la seguente dichiarazione nel 1993: “Non sono mai stati documentati effetti biologici sui pazienti o sugli operatori dei dispositivi causati dall’irradiazione ( ultrasuoni) all'intensità tipica delle moderne installazioni diagnostiche a ultrasuoni. Sebbene esista la possibilità che tale effetti biologici potrebbero essere identificati in futuro, le prove attuali indicano che i benefici per il paziente derivanti da un uso prudente dell’ecografia diagnostica sono superiori Potenziale rischio, se una cosa del genere esiste."

C'è un costante miglioramento dei dispositivi diagnostici ecografici e un rapido sviluppo della diagnostica ecografica.

Sembra promettente migliorare ulteriormente le tecniche Doppler, in particolare il power Doppler e l'imaging a colori Doppler dei tessuti.

Una variante della mappatura color Doppler è chiamata “Power Doppler”. Con il power Doppler non viene determinato il valore dello spostamento Doppler del segnale riflesso, ma la sua energia. Questo approccio consente di aumentare la sensibilità del metodo alle basse velocità, rendendolo quasi indipendente dall'angolo, a costo però di perdere la capacità di determinare valore assoluto velocità e direzione del flusso.

In futuro, l’ecografia tridimensionale potrebbe diventare un’area molto importante della diagnostica ecografica. Oggi sono disponibili in commercio diverse unità diagnostiche a ultrasuoni che consentono la ricostruzione tridimensionale dell'immagine, tuttavia, la questione del significato clinico di questa direzione rimane aperta.

Alla fine degli anni sessanta dello scorso millennio furono utilizzati per la prima volta i mezzi di contrasto ad ultrasuoni. Per la visualizzazione del cuore destro è attualmente disponibile in commercio il mezzo di contrasto “Echovist” (Schering): il farmaco di nuova generazione, ottenuto riducendo le dimensioni delle particelle di contrasto, può essere riciclato in sistema circolatorio persona (“Levovist”, Schering). Questo contrasto migliora significativamente il segnale Doppler, sia spettrale che cromatico, che può essere essenziale per valutare il flusso sanguigno del tumore.

L'uso di sensori ultrasottili nell'ecografia intracavitaria apre nuove opportunità per lo studio di organi e strutture cavi. Allo stesso tempo, ampia applicazione Questa tecnica è limitata dall'alto costo dei sensori specializzati, che, inoltre, possono essere utilizzati per la ricerca un numero limitato di volte.

Una direzione molto promettente per oggettivare le informazioni ottenute durante gli ultrasuoni è l'elaborazione delle immagini al computer. In questo caso diventa possibile migliorare l'accuratezza della diagnosi del minore cambiamenti strutturali negli organi parenchimali. Tuttavia, i risultati ottenuti fino ad oggi non hanno un significato clinico significativo.

Informazioni di base sull'attrezzatura utilizzata

COME tipico esempio attrezzatura ecografica, consideriamo il progetto di un dispositivo di classe media (Fig. 2).

Riso. 2. Pannello di controllo del dispositivo ad ultrasuoni (Toshiba)

Innanzitutto è necessario inserire correttamente il nome del paziente (A, B) per poter identificare correttamente l'immagine in futuro. I tasti per cambiare il programma di elaborazione delle immagini (C) o il sensore Lsugopa (D) si trovano nella metà superiore del pannello di controllo. Sulla maggior parte dei pannelli, il tasto di blocco dell'immagine (FREEZE) (E) si trova sulla destra angolo inferiore. Dopo averlo premuto, l'immagine ecografica si blocca in tempo reale. Ti consigliamo di tenere il dito sinistro sempre pronto. Ciò riduce qualsiasi ritardo nell'arresto dell'immagine desiderata per la misurazione, l'esame o la stampa. Il controllo GAIN (F) viene utilizzato generalmente per migliorare i segnali di eco ricevuti. Per controllare selettivamente gli echi a diverse profondità, il guadagno può essere modificato selettivamente utilizzando i cursori (G), compensando le perdite di segnale legate alla profondità. Utilizzando la manopola (I), è possibile spostare l'immagine verso l'alto o verso il basso, aumentare o diminuire la dimensione del campo visivo e posizionare contrassegni o contrassegni per la misurazione in qualsiasi punto dello schermo. La modalità operativa "kolobok" (misurazione o immissione di commenti) viene impostata utilizzando i tasti corrispondenti. Per facilitare il successivo studio dell'ecografia, si consiglia prima di visualizzare l'immagine sulla stampante (M), selezionare il body marker appropriato (L) e utilizzare il “bloom” (I) per contrassegnare la posizione del sensore. Le restanti funzioni non sono così importanti e possono essere apprese in seguito mentre si lavora con l'apparecchio.

Il cuore dei moderni complessi ecografici è il principale generatore di impulsi (in dispositivi moderni- un potente processore) che controlla tutti i sistemi del dispositivo ad ultrasuoni. Il generatore di impulsi invia impulsi elettrici al trasduttore, che genera un impulso ultrasonico e lo invia al tessuto, riceve i segnali riflessi, convertendoli in vibrazioni elettriche. Queste oscillazioni elettriche vengono poi inviate ad un amplificatore a radiofrequenza, al quale è solitamente collegato un regolatore di guadagno tempo-ampiezza (TAG, regolatore di compensazione della profondità di assorbimento dei tessuti), poiché l'attenuazione del segnale ultrasonico nei tessuti avviene secondo un legge esponenziale, la luminosità degli oggetti sullo schermo aumenta progressivamente con l'aumentare della profondità. Utilizzando un amplificatore lineare, ad es. un amplificatore che amplificasse proporzionalmente tutti i segnali comporterebbe una sovraamplificazione dei segnali nelle immediate vicinanze del sensore quando si tenta di migliorare l'imaging di oggetti profondi. L'uso di amplificatori logaritmici può risolvere questo problema. Il segnale ultrasonoro viene amplificato in proporzione al tempo di ritardo del suo ritorno: più tardi ritorna, più forte è l'amplificazione. Pertanto, l'uso di VAG consente di ottenere un'immagine sullo schermo con la stessa luminosità in profondità. Il segnale elettrico RF così amplificato viene poi inviato al demodulatore, dove viene raddrizzato e filtrato e nuovamente amplificato da un amplificatore video e inviato allo schermo del monitor.

Per salvare l'immagine sullo schermo del monitor, è necessaria la memoria video. Può essere diviso in analogico e digitale. I primi monitor hanno permesso di presentare le informazioni in forma analogica bistabile. Un dispositivo chiamato discriminatore permetteva di modificare la soglia di discriminazione: i segnali la cui intensità era inferiore alla soglia di discriminazione non la attraversavano e le aree corrispondenti dello schermo rimanevano scure. I segnali la cui intensità superava la soglia di discriminazione venivano presentati sullo schermo come punti bianchi. In questo caso, la luminosità dei punti non dipendeva dal valore assoluto dell'intensità del segnale riflesso: tutti i punti bianchi avevano la stessa luminosità. Con questo metodo di presentazione dell'immagine - chiamato "bistabile" - i confini di organi e strutture ad alta riflettività (ad esempio il seno renale) erano chiaramente visibili, tuttavia non era possibile valutare la struttura degli organi parenchimali. La comparsa negli anni '70 di dispositivi che consentivano di trasmettere ombre sullo schermo del monitor grigio, segnò l'inizio dell'era degli strumenti in scala di grigio. Questi dispositivi hanno permesso di ottenere informazioni irraggiungibili utilizzando dispositivi con immagine bistabile. Sviluppo apparecchiature informatiche e la microelettronica ha permesso di passare presto dalle immagini analogiche a quelle digitali. Le immagini digitali nelle macchine ad ultrasuoni sono formate su matrici di grandi dimensioni (solitamente 512x512 pixel) con un numero di livelli di scala di grigio pari a 16-32-64-128-256 (4-5-6-7-8 bit). Quando si visualizza ad una profondità di 20 cm su una matrice di 512x512 pixel, un pixel corrisponderà a dimensioni lineari di 0,4 mm. Sui dispositivi moderni si tende ad aumentare le dimensioni dei display senza perdita di qualità dell'immagine e su dispositivi di fascia media (12 pollici<30 см по диагонали) экран становится обычным явле­нием.

Il tubo a raggi catodici (display, monitor) di un dispositivo a ultrasuoni utilizza un fascio di elettroni fortemente focalizzato per produrre un punto luminoso su uno schermo rivestito con uno speciale fosforo. Usando le piastre di deflessione, questo punto può essere spostato sullo schermo. Con una scansione di tipo A (A - invece della parola inglese "ampiezza" (Amplitudine)), la distanza dal sensore viene tracciata lungo un asse e l'intensità del segnale riflesso lungo l'altro. Nei dispositivi moderni, la scansione di tipo A non viene praticamente utilizzata. La scansione di tipo B (B - invece della parola inglese "luminosità") consente di ottenere informazioni lungo la linea di scansione sull'intensità dei segnali riflessi sotto forma di differenze nella luminosità dei singoli punti che compongono questa linea. tipo (a volte TM) scansione (M - invece la parola inglese "motion" (Motion) consente di registrare il movimento (movimento) delle strutture riflettenti nel tempo. In questo caso, verticalmente, i movimenti delle strutture riflettenti sotto forma di punti di diverso vengono registrate la luminosità e, orizzontalmente, lo spostamento della posizione di questi punti nel tempo. Per ottenere un'immagine tomografica bidimensionale, è necessario spostare in un modo o nell'altro la linea di scansione lungo il piano di scansione.Nei dispositivi a scansione lenta, ciò è stato ottenuto spostando manualmente il sensore lungo la superficie del corpo del paziente.

Le macchine per ecografia attualmente utilizzate possono funzionare con diversi tipi di sensori, il che consente loro di essere utilizzate sia nella sala ecografica che nei reparti di terapia intensiva e di emergenza. I sensori vengono solitamente conservati su un rack sul lato destro della macchina.

I sensori a ultrasuoni sono dispositivi complessi e, a seconda del metodo di scansione dell'immagine, sono suddivisi in sensori per dispositivi a scansione lenta (elemento singolo) e scansione rapida (scansione in tempo reale) - meccanici ed elettronici. I sensori meccanici possono essere a elemento singolo o multielemento (anulari). La scansione del raggio ultrasonico può essere ottenuta facendo oscillare l'elemento, ruotando l'elemento o facendo oscillare lo specchio acustico. L'immagine sullo schermo in questo caso ha la forma di un settore (sensori a settore) o di un cerchio (sensori circolari). I sensori elettronici sono multielemento e, a seconda della forma dell'immagine risultante, possono essere settoriali, lineari, convessi (convessi). La scansione dell'immagine in un sensore settoriale si ottiene oscillando il raggio ultrasonico con la sua messa a fuoco simultanea. I sensori di settore producono un'immagine a forma di ventaglio che si restringe vicino al sensore e si allarga all'aumentare della profondità. Tale propagazione divergente del suono può essere ottenuta attraverso il movimento meccanico di elementi piezoelettrici. I sensori che utilizzano questo principio sono più economici, ma hanno una scarsa resistenza all'usura. La versione elettronica (controllo di fase) è più costosa e viene utilizzata principalmente in cardiologia. La loro frequenza operativa è 2,5-3,0 MHz. Le interferenze associate alla riflessione del suono dalle nervature possono essere evitate posizionando il sensore negli spazi intercostali e scegliendo la divergenza ottimale del raggio nell'intervallo 60-90° per aumentare la profondità di penetrazione. Gli svantaggi di questi tipi di sensori sono la bassa risoluzione nel campo vicino, una diminuzione del numero di linee di scansione con l'aumentare della profondità (risoluzione spaziale) e la difficoltà di gestione.

Nei sensori lineari e convessi, la scansione dell'immagine si ottiene eccitando un gruppo di elementi con il loro movimento passo-passo lungo la schiera di antenne con messa a fuoco simultanea.

Un trasduttore discoidale a elemento singolo in modalità di emissione continua produce un campo ultrasonico la cui forma cambia a seconda della distanza. In alcuni casi si possono osservare ulteriori “flussi” ultrasonici, chiamati lobi laterali. La distanza dal disco per la lunghezza del campo vicino (zona) è chiamata zona vicina. La zona oltre il confine vicino è chiamata lontana. Il burnout della zona vicina è pari al rapporto tra il quadrato del diametro del trasduttore e 4 lunghezze d'onda. Nella zona lontana, il diametro del campo ultrasonico aumenta. Il punto in cui il raggio ultrasonico si restringe maggiormente è chiamato area di messa a fuoco, mentre la distanza tra il trasduttore e l'area di messa a fuoco è chiamata lunghezza focale. Esistono diversi modi per focalizzare il fascio di ultrasuoni. Il modo più semplice per mettere a fuoco è una lente acustica. Con il suo aiuto, puoi focalizzare il raggio ultrasonico ad una certa profondità, che dipende dalla curvatura della lente. Questo metodo di messa a fuoco non consente di modificare rapidamente la lunghezza focale, il che è scomodo nel lavoro pratico.

Un altro metodo di messa a fuoco consiste nell'utilizzare uno specchio acustico. In questo caso variando la distanza tra specchio e trasduttore modificheremo la lunghezza focale. Nei dispositivi moderni con sensori elettronici multielemento, la base per la messa a fuoco è la messa a fuoco elettronica. Con un sistema di messa a fuoco elettronico potremo modificare la lunghezza focale dal cruscotto, tuttavia per ogni immagine avremo una sola area di messa a fuoco.

Poiché per ottenere le immagini vengono utilizzati impulsi ultrasonici molto brevi, emessi 1000 volte al secondo (frequenza di ripetizione dell'impulso 1 kHz), l'apparecchio funziona nel 99,9% dei casi come ricevitore di segnali riflessi. Avendo una tale riserva di tempo, è possibile programmare il dispositivo in modo tale che quando l'immagine viene acquisita per la prima volta, venga selezionata la zona di messa a fuoco vicina e le informazioni ricevute da questa zona vengano salvate. Successivo: seleziona l'area di interesse successiva, ricevi informazioni, salva. E così via. Il risultato è un'immagine composita focalizzata in tutta la sua profondità. Va tuttavia notato che questo metodo di messa a fuoco richiede una notevole quantità di tempo per ottenere un'immagine (fotogramma), il che provoca una diminuzione della frequenza dei fotogrammi e uno sfarfallio dell'immagine. Perché è necessario così tanto sforzo per focalizzare il fascio di ultrasuoni? Il fatto è che più stretto è il raggio, migliore è la risoluzione laterale (laterale). La risoluzione laterale è la distanza minima tra due oggetti situati perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell'energia, che vengono presentati sullo schermo del monitor come strutture separate. La risoluzione laterale è pari al diametro del fascio ultrasonico. La risoluzione assiale è la distanza minima tra due oggetti situati lungo la direzione di propagazione dell'energia, che vengono presentati sullo schermo del monitor come strutture separate. La risoluzione assiale dipende dall'estensione spaziale dell'impulso ultrasonico: più breve è l'impulso, migliore è la risoluzione. Per abbreviare l'impulso viene utilizzato lo smorzamento meccanico ed elettronico delle vibrazioni ultrasoniche. Di norma, la risoluzione assiale è migliore della risoluzione laterale.

Attualmente, i dispositivi di scansione lenti (manuali, complessi) sono di solo interesse storico. Sono morti moralmente con l'avvento dei dispositivi di scansione veloce (dispositivi che funzionano in tempo reale). Tuttavia, i loro componenti principali sono conservati nei dispositivi moderni (naturalmente, utilizzando una base di elementi moderna).

I dispositivi di scansione veloce o, come vengono più spesso chiamati, dispositivi in ​​tempo reale, hanno ormai completamente sostituito i dispositivi di scansione lenti o manuali. Ciò è dovuto a una serie di vantaggi offerti da questi dispositivi: la capacità di valutare il movimento di organi e strutture in tempo reale (cioè quasi nello stesso momento); una forte riduzione del tempo dedicato alla ricerca; la capacità di condurre ricerche attraverso piccole finestre acustiche. Se i dispositivi a scansione lenta possono essere paragonati a una fotocamera (che ottiene immagini fisse), i dispositivi in ​​tempo reale possono essere paragonati al cinema, dove le immagini fisse (fotogrammi) si sostituiscono ad alta frequenza, creando l'impressione di movimento. I dispositivi di scansione veloce utilizzano, come menzionato sopra, sensori di settore meccanici ed elettronici, sensori lineari elettronici, sensori convessi (convessi) elettronici e sensori radiali meccanici. Qualche tempo fa, i sensori trapezoidali sono comparsi su una serie di dispositivi, il cui campo visivo aveva una forma trapezoidale; tuttavia, non presentavano alcun vantaggio rispetto ai sensori convessi, ma presentavano essi stessi una serie di svantaggi.

Attualmente il miglior sensore per l'esame degli organi addominali, dello spazio retroperitoneale e della pelvi è quello convesso. Ha una superficie di contatto relativamente piccola e un campo visivo molto ampio nelle zone centrali e lontane, il che semplifica e velocizza l'esame.

Le frequenze operative di tali sensori vanno da 2,5 MHz (nei pazienti obesi) a 5 MHz (nei pazienti magri), con una media di 3,5-3,75 MHz. Questo design può essere visto come un compromesso tra sensori lineari e settoriali. Un sensore convesso fornisce un ampio campo immagine vicino e lontano ed è più facile da maneggiare rispetto a un sensore settoriale. Tuttavia, la densità delle linee di scansione diminuisce con l'aumentare della distanza dal sensore. Durante la scansione degli organi addominali superiori, il trasduttore deve essere manipolato con attenzione per evitare ombre acustiche provenienti dalle costole inferiori.

Quando si esegue la scansione con un raggio ultrasonico, il risultato di ogni passaggio completo del raggio viene chiamato fotogramma. La cornice è formata da un gran numero di linee verticali. Ogni ping corrisponde ad almeno un impulso ultrasonico.

La frequenza di ripetizione degli impulsi per ottenere un'immagine in scala di grigi nei dispositivi moderni è di 1 kHz (1000 impulsi al secondo). Esiste una relazione tra la frequenza di ripetizione degli impulsi (PRF), il numero di linee che formano un frame e il numero di frame per unità di tempo: PRF = numero di linee x frame rate. Sullo schermo del monitor la qualità dell'immagine risultante sarà determinata soprattutto dalla densità delle linee. Per un sensore lineare, la densità di linea (linee/cm) è il rapporto tra il numero di linee che formano una cornice e la larghezza della parte del monitor su cui si forma l'immagine. I trasduttori lineari emettono onde sonore parallele tra loro e creano un'immagine rettangolare. La larghezza dell'immagine e il numero di linee di scansione sono costanti per tutta la profondità. Il vantaggio dei sensori lineari è la loro buona risoluzione nel campo vicino. Questi sensori vengono utilizzati principalmente ad alte frequenze (5,0-7,5 MHz e superiori) per studiare i tessuti molli e la ghiandola tiroidea. Il loro svantaggio è l'ampia superficie di lavoro, che porta alla comparsa di artefatti quando applicati su una superficie corporea curva a causa delle bolle di gas che si insinuano tra il sensore e la pelle. Inoltre, l'ombra acustica che si forma dalle nervature può rovinare l'immagine. In generale, i trasduttori lineari non sono adatti per l'imaging del torace o della parte superiore dell'addome. Per un sensore di tipo settoriale, la densità delle linee (linee/gradi) è il rapporto tra il numero di linee che formano un fotogramma e l'angolo del settore. Maggiore è il frame rate impostato nel dispositivo, minore (a una determinata frequenza di ripetizione dell'impulso) il numero di linee che formano il frame, minore è la densità delle linee sullo schermo del monitor, minore è la qualità dell'immagine risultante. È vero, con un frame rate elevato abbiamo una buona risoluzione temporale, che è molto importante per gli studi ecocardiografici.

Il metodo di ricerca ad ultrasuoni consente di ottenere non solo informazioni sullo stato strutturale di organi e tessuti, ma anche di caratterizzare i flussi nei vasi. Questa capacità si basa sull'effetto Doppler: un cambiamento nella frequenza del suono ricevuto quando ci si muove rispetto all'ambiente della sorgente o del ricevitore del suono o su un suono di diffusione del corpo. Si osserva per il fatto che la velocità di propagazione degli ultrasuoni in qualsiasi mezzo omogeneo è costante. Pertanto, se una sorgente sonora si muove a velocità costante, le onde sonore emesse nella direzione del movimento sembrano compresse, aumentando la frequenza del suono, mentre quelle emesse nella direzione opposta si allungano, facendo aumentare la frequenza del suono. diminuire. Confrontando la frequenza ultrasonica originale con quella modificata è possibile determinare gli spostamenti Doppler e calcolarne la velocità. Non importa se il suono viene emesso da un oggetto in movimento o se l'oggetto riflette le onde sonore. Nel secondo caso, la sorgente degli ultrasuoni può essere fissa (sensore a ultrasuoni) e i globuli rossi in movimento possono fungere da riflettore delle onde ultrasoniche. Lo spostamento Doppler può essere positivo (se il riflettore si muove verso la sorgente sonora) o negativo (se il riflettore si allontana dalla sorgente sonora) se la direzione di incidenza del fascio ultrasonico non è parallela alla direzione di movimento del del riflettore, è necessario correggere lo spostamento Doppler del coseno dell'angolo tra il fascio incidente e la direzione del movimento del riflettore. Per ottenere informazioni Doppler, vengono utilizzati due tipi di dispositivi: onda costante e pulsata. In un dispositivo Doppler ad onda continua, il sensore è costituito da due trasduttori: uno di essi emette costantemente ultrasuoni, l'altro riceve costantemente segnali riflessi. Il ricevitore rileva lo spostamento Doppler, che tipicamente è -1/1000 della frequenza della sorgente ultrasonica (gamma udibile), e trasmette il segnale agli altoparlanti e. parallelamente al monitor per la valutazione qualitativa e quantitativa della curva. I dispositivi a onda costante rilevano il flusso sanguigno lungo quasi l'intero percorso del fascio di ultrasuoni o. in altre parole, hanno un ampio volume di controllo. Ciò potrebbe causare l'ottenimento di informazioni inadeguate quando più vasi entrano nel volume di controllo. Tuttavia, un volume di controllo ampio può essere utile per calcolare la caduta di pressione nella stenosi valvolare. Per valutare il flusso sanguigno in un'area specifica, è necessario posizionare un volume di controllo nell'area di interesse (ad esempio all'interno di un vaso specifico) sotto controllo visivo sullo schermo di un monitor. Ciò può essere ottenuto utilizzando un dispositivo a impulsi. Esiste un limite superiore allo spostamento Doppler che può essere rilevato dagli strumenti pulsati (a volte chiamato limite di Nyquist). Corrisponde a circa la metà della frequenza di ripetizione dell'impulso. Al suo superamento lo spettro Doppler risulta distorto (aliasing).Quanto maggiore è la frequenza di ripetizione degli impulsi, tanto maggiore è lo spostamento Doppler che può essere determinato senza distorsioni, tanto minore è la sensibilità dell'apparecchio ai flussi a bassa velocità.

A causa del fatto che gli impulsi ultrasonici inviati al tessuto contengono un gran numero di frequenze oltre a quella principale, e anche per il fatto che le velocità delle singole sezioni del flusso non sono le stesse, l'impulso riflesso è costituito da un grande numero di frequenze diverse. Utilizzando la trasformata veloce di Fourier, il contenuto in frequenza dell'impulso può essere rappresentato sotto forma di uno spettro, che può essere visualizzato sullo schermo del monitor sotto forma di curva, dove le frequenze di spostamento Doppler sono tracciate orizzontalmente e l'ampiezza di ogni componente è tracciato verticalmente. Utilizzando lo spettro Doppler, è possibile determinare un gran numero di parametri di velocità del flusso sanguigno (velocità massima, velocità alla fine della diastole, velocità media, ecc.), Tuttavia, questi indicatori dipendono dall'angolo e la loro precisione è estremamente dipende dalla precisione della correzione angolare. E se nei grandi vasi non tortuosi la correzione dell'angolo non causa problemi, nei piccoli vasi tortuosi (vasi tumorali) è abbastanza difficile determinare la direzione del flusso. Per risolvere questo problema sono stati proposti numerosi indici quasi indipendenti dall'angolo, i più comuni dei quali sono l'indice di resistenza e l'indice del pulsatore. L'indice di resistenza è il rapporto tra la differenza tra la velocità massima e minima e la portata massima. L'indice di pulsazione è il rapporto tra la differenza tra la velocità massima e minima e la velocità media del flusso.

L'ottenimento di uno spettro Doppler con un unico volume di riferimento consente di valutare il flusso sanguigno in un'area molto piccola. L'imaging del flusso a colori (mappatura color Doppler) fornisce informazioni 2D in tempo reale sul flusso sanguigno oltre all'imaging 2D in scala di grigi convenzionale. L'imaging Color Doppler amplia le capacità del principio pulsato dell'acquisizione delle immagini. I segnali riflessi dalle strutture immobili vengono riconosciuti e presentati in una forma in scala di grigi. Se il segnale riflesso ha una frequenza diversa da quella emessa significa che è stato riflesso da un oggetto in movimento. In questo caso viene determinato lo spostamento Doppler, il suo segno e il valore della velocità media. Questi parametri vengono utilizzati per determinare il colore, la sua saturazione e luminosità. Tipicamente, la direzione del flusso al sensore è codificata in rosso e quella del dispensatore è codificata in blu. La brillantezza del colore è determinata dalla velocità del flusso.

Per interpretare correttamente un'immagine ecografica è necessaria la conoscenza delle proprietà fisiche del suono che sono alla base della formazione degli artefatti.

Un artefatto nella diagnostica ecografica è la comparsa di strutture inesistenti nell'immagine, l'assenza di strutture esistenti, la posizione errata delle strutture, la luminosità errata delle strutture, i contorni errati delle strutture, le dimensioni errate delle strutture.

Il riverbero, uno degli artefatti più comuni, si verifica quando un impulso ultrasonico colpisce due o più superfici riflettenti. In questo caso, parte dell'energia dell'impulso ultrasonico viene riflessa ripetutamente da queste superfici, ritornando ogni volta parzialmente al sensore a intervalli regolari. Il risultato di ciò sarà la comparsa sullo schermo del monitor di superfici riflettenti inesistenti, che si troveranno dietro il secondo riflettore ad una distanza pari alla distanza tra il primo e il secondo riflettore. Talvolta è possibile ridurre il riverbero modificando la posizione del sensore.

Un artefatto altrettanto importante è la cosiddetta ombra acustica distale. Dietro strutture altamente riflettenti o altamente assorbenti si verifica un artefatto d'ombra acustica. Il meccanismo di formazione di un'ombra acustica è simile alla formazione di un'ombra ottica.

L'ombreggiamento acustico appare come un'area di diminuita ecogenicità (ipoecogena o anecoica = nera) e si trova dietro strutture altamente riflettenti come le ossa contenenti calcio. Pertanto, l'esame degli organi dell'addome superiore è ostacolato dalle costole inferiori e la parte inferiore del bacino è ostacolata dalla sinfisi pubica. Questo effetto, tuttavia, può essere utilizzato per identificare calcoli calcificati della colecisti, calcoli renali e placche aterosclerotiche. Un'ombra simile può essere causata dal gas nei polmoni o nell'intestino.

L'artefatto di una “coda di cometa” ecogena è considerato da numerosi autori come una manifestazione di un'ombra acustica. A loro volta, altre fonti indicano che questo artefatto si osserva nel caso in cui gli ultrasuoni provocano le vibrazioni proprie dell’oggetto e sono una variante del riverbero. Si osserva spesso dietro piccole bolle di gas o piccoli oggetti metallici. L'artefatto ecogenico della coda della cometa può impedire il rilevamento di strutture situate dietro le anse intestinali contenenti gas. L'artefatto aereo costituisce un ostacolo soprattutto nell'identificazione degli organi localizzati retroperitonealmente (pancreas, reni, linfonodi), dietro lo stomaco o nelle anse intestinali contenenti gas.

Poiché non sempre l'intero segnale riflesso ritorna al sensore, sulla superficie riflettente effettiva appare un artefatto che è più piccolo della superficie riflettente reale. A causa di questo artefatto, la dimensione delle pietre determinata dagli ultrasuoni è solitamente leggermente inferiore alla dimensione reale. La rifrazione può far sì che un oggetto appaia in modo errato nell'immagine risultante. Se il percorso del trasduttore a ultrasuoni verso la struttura riflettente e ritorno non è lo stesso, si verifica una posizione errata dell'oggetto nell'immagine risultante.

La prossima manifestazione caratteristica è la cosiddetta ombra marginale dietro le cisti. Si osserva principalmente dietro tutte le cavità rotonde che nascondono le onde sonore lungo la tangente. L'ombra marginale è causata dalla diffusione e rifrazione dell'onda sonora e può essere osservata dietro la cistifellea. Ciò richiede un'analisi attenta per spiegare l'origine dell'ombra acustica come un effetto di ombra dei bordi causato dalla cistifellea piuttosto che da un fegato grasso focale.

L'artefatto dell'ombra laterale è associato alla rifrazione e, talvolta, all'interferenza delle onde ultrasoniche quando il fascio ultrasonoro cade tangenzialmente su una superficie convessa (cisti, cistifellea cervicale) di una struttura, la cui velocità degli ultrasuoni è significativamente diversa dal tessuto circostante.

Gli artefatti associati ad una determinazione errata della velocità degli ultrasuoni sorgono a causa del fatto che la velocità effettiva di propagazione degli ultrasuoni in un particolare tessuto è maggiore o minore della velocità media (1,54 m/s) per la quale è programmato il dispositivo.

Gli artefatti dello spessore del fascio ultrasonoro sono la comparsa, soprattutto negli organi contenenti fluidi, di riflessioni parietali dovute al fatto che il fascio ultrasonoro ha uno spessore specifico e parte di questo fascio può formare contemporaneamente un'immagine dell'organo e un'immagine delle strutture adiacenti.

L'artefatto della pseudo-amplificazione distale del segnale si verifica dietro strutture che assorbono debolmente gli ultrasuoni (formazioni liquide, contenenti liquidi). L'amplificazione acustica distale relativa si verifica quando una porzione delle onde sonore percorre una certa distanza attraverso un fluido omogeneo. A causa del ridotto livello di riflessione nel liquido, le onde sonore sono meno attenuate di quelle che attraversano i tessuti adiacenti e hanno un'ampiezza maggiore. Ciò produce un aumento dell'ecogenicità distale, che appare come una striscia di maggiore luminosità dietro la cistifellea, la vescica o anche dietro grandi vasi come l'aorta. Questo aumento di ecogenicità è un fenomeno fisico non correlato alle vere proprietà dei tessuti sottostanti. L'intensificazione acustica, tuttavia, può essere utilizzata per distinguere le cisti renali o epatiche dai tumori ipoecogeni.

Il controllo di qualità delle apparecchiature ad ultrasuoni comprende la determinazione della sensibilità relativa del sistema, la risoluzione assiale e laterale, la zona morta, il corretto funzionamento del distanziometro, l'accuratezza della registrazione, il corretto funzionamento del VAG, la determinazione della gamma dinamica della scala dei grigi, ecc. Per controllare la qualità dei dispositivi a ultrasuoni vengono utilizzati oggetti di prova speciali o fantasmi equivalenti ai tessuti. Sono disponibili in commercio, ma non sono ancora diffusi nel nostro Paese, il che rende quasi impossibile effettuare la verifica in loco delle apparecchiature diagnostiche ecografiche.

Avendo raggiunto il confine di due mezzi con diversa resistenza acustica, il fascio di onde ultrasoniche subisce cambiamenti significativi: una parte di esso continua a propagarsi nel nuovo mezzo, venendo assorbita in un modo o nell'altro da esso, l'altra viene riflessa. Il coefficiente di riflessione dipende dalla differenza di resistenza acustica dei tessuti adiacenti tra loro: maggiore è questa differenza, maggiore sarà la riflessione e, naturalmente, maggiore sarà l'ampiezza del segnale registrato, il che significa che più chiaro e luminoso apparirà sullo schermo. lo schermo del dispositivo. Un riflettore completo è il confine tra il tessuto e l'aria.

Nella sua implementazione più semplice, il metodo consente di stimare la distanza dal confine di separazione delle densità di due corpi, in base al tempo di percorrenza dell'onda riflessa dal confine di separazione. Metodi di ricerca più complessi (ad esempio basati sull'effetto Doppler) consentono di determinare la velocità di movimento dell'interfaccia di densità, nonché la differenza nelle densità che formano il confine.

Le vibrazioni ultrasoniche, quando si propagano, obbediscono alle leggi dell'ottica geometrica. In un mezzo omogeneo si propagano rettilineamente e con velocità costante. Al confine di mezzi diversi con densità acustica disuguale, alcuni raggi vengono riflessi e altri vengono rifratti, continuando la loro propagazione lineare. Quanto più elevato è il gradiente della differenza di densità acustica del mezzo di confine, tanto maggiore è la riflessione delle vibrazioni ultrasoniche. Poiché il 99,99% delle vibrazioni si riflette al confine della transizione degli ultrasuoni dall'aria alla pelle, durante la scansione ecografica di un paziente è necessario lubrificare la superficie della pelle con gelatina acquosa, che funge da mezzo di transizione. La riflessione dipende dall'angolo di incidenza del fascio (maggiore quando la direzione è perpendicolare) e dalla frequenza delle vibrazioni ultrasoniche (a frequenze più alte viene riflessa di più).

Per studiare gli organi addominali e lo spazio retroperitoneale, nonché la cavità pelvica, viene utilizzata una frequenza di 2,5 - 3,5 MHz e per studiare la ghiandola tiroidea viene utilizzata una frequenza di 7,5 MHz.

Di particolare interesse in diagnostica è l'uso dell'effetto Doppler. L'essenza dell'effetto è un cambiamento nella frequenza del suono dovuto al movimento relativo della sorgente e del ricevitore del suono. Quando il suono rimbalza su un oggetto in movimento, la frequenza del segnale riflesso cambia (si verifica uno spostamento di frequenza).

Quando il segnale primario e quello riflesso si sovrappongono si verificano dei battiti che possono essere ascoltati utilizzando le cuffie o un altoparlante.

Componenti di un sistema diagnostico ecografico

Generatore di onde ultrasoniche

Il generatore di onde ultrasoniche è un trasmettitore, che svolge contemporaneamente il ruolo di ricevitore di segnali di eco riflessi. Il generatore funziona in modalità impulso, inviando circa 1000 impulsi al secondo. Negli intervalli tra la generazione delle onde ultrasoniche, il sensore piezoelettrico registra i segnali riflessi.

Sensore ultrasonico

Come rilevatore o trasduttore viene utilizzato un sensore complesso costituito da diverse centinaia di piccoli trasduttori piezocristallini funzionanti nella stessa modalità. Nel sensore è incorporata una lente di messa a fuoco che consente di creare la messa a fuoco a una certa profondità.

Tipi di sensori

Tutti i sensori a ultrasuoni sono suddivisi in meccanici ed elettronici. Nella scansione meccanica, la scansione viene eseguita grazie al movimento dell'emettitore (ruota o oscilla). Nella scansione elettronica, la scansione viene eseguita elettronicamente. Gli svantaggi dei sensori meccanici sono il rumore e le vibrazioni prodotte quando l'emettitore si muove, nonché la bassa risoluzione. I sensori meccanici sono obsoleti e non vengono utilizzati negli scanner moderni. Vengono utilizzati tre tipi di scansione ad ultrasuoni: lineare (parallela), convessa e settoriale. Di conseguenza, i sensori o trasduttori dei dispositivi ad ultrasuoni sono chiamati lineari, convessi e settoriali. La scelta del sensore per ogni studio viene effettuata tenendo conto della profondità e della natura della posizione dell'organo.

Sensori lineari

I sensori lineari utilizzano una frequenza di 5-15 MHz. Il vantaggio di un sensore lineare è che l'organo studiato corrisponde completamente alla posizione del trasduttore stesso sulla superficie corporea. Lo svantaggio dei sensori lineari è la difficoltà di garantire in ogni caso un contatto uniforme della superficie del trasduttore con la pelle del paziente, il che porta a distorsioni dell'immagine risultante sui bordi. Inoltre, i sensori lineari, grazie alla loro frequenza più elevata, consentono di ottenere un'immagine dell'area studiata ad alta risoluzione, ma la profondità di scansione è piuttosto ridotta (non più di 11 cm). Sono utilizzati principalmente per lo studio delle strutture superficiali: la ghiandola tiroidea, le ghiandole mammarie, le piccole articolazioni e i muscoli, nonché per lo studio dei vasi sanguigni.

Sensori convessi

Il sensore convesso utilizza una frequenza di 1,8-7,5 MHz. Ha una lunghezza inferiore, quindi è più facile ottenere un'aderenza uniforme alla pelle del paziente. Tuttavia, quando si utilizzano sensori convessi, l'immagine risultante è più larga di diversi centimetri rispetto alla dimensione del sensore stesso. Per chiarire i punti di riferimento anatomici, il medico deve tenere conto di questa discrepanza. A causa della frequenza più bassa, la profondità di scansione raggiunge i 20-25 cm e viene solitamente utilizzata per studiare gli organi profondi: organi addominali e retroperitoneali, sistema genito-urinario, articolazioni dell'anca.

Sensori di settore

Il sensore di settore funziona ad una frequenza di 1,5-5 MHz. Presenta una discrepanza ancora maggiore tra la dimensione del trasduttore e l'immagine risultante, quindi viene utilizzato principalmente nei casi in cui è necessario ottenere un'ampia panoramica in profondità da una piccola area del corpo. È consigliabile utilizzare la scansione settoriale durante l'esame, ad esempio, degli spazi intercostali. Una tipica applicazione per un sensore settoriale è l'ecocardiografia, uno studio del cuore.

Tecniche di ricerca ecografica

I segnali dell'eco riflessi entrano in un amplificatore e in speciali sistemi di ricostruzione, dopo di che appaiono sullo schermo del monitor televisivo sotto forma di immagini di sezioni del corpo, con diverse tonalità di bianco e nero. Ottimale è la presenza di almeno 64 sfumature di colore su scala in bianco e nero. Durante la registrazione positiva, l'intensità massima dei segnali eco appare sullo schermo in bianco (aree eco positive) e l'intensità minima in nero (aree eco negative). Con la registrazione negativa si osserva la situazione opposta. La scelta della registrazione positiva o negativa non ha importanza. L'immagine ottenuta durante lo studio può variare a seconda delle modalità operative dello scanner. Si distinguono le seguenti modalità:

• Modalità A. La tecnica fornisce informazioni sotto forma di un'immagine unidimensionale, dove la prima coordinata è l'ampiezza del segnale riflesso dal confine del mezzo con diversa resistenza acustica, e la seconda è la distanza da questo confine. Conoscendo la velocità di propagazione di un'onda ultrasonica nei tessuti del corpo umano, è possibile determinare la distanza da questa zona dividendo a metà (poiché il fascio ultrasonico percorre questo percorso due volte) il prodotto del tempo di ritorno dell'impulso e del velocità degli ultrasuoni.
• Modalità B. La tecnica fornisce informazioni sotto forma di immagini tomografiche bidimensionali in scala di grigi delle strutture anatomiche in tempo reale, che consentono di valutare il loro stato morfologico.
• Modalità M. La tecnica fornisce informazioni sotto forma di un'immagine unidimensionale, la seconda coordinata è sostituita dal tempo. La distanza dal sensore alla struttura da localizzare è tracciata lungo l'asse verticale, mentre il tempo è tracciato lungo l'asse orizzontale. La modalità viene utilizzata principalmente per studiare il cuore. Fornisce informazioni sul tipo di curve che riflettono l'ampiezza e la velocità del movimento delle strutture cardiache.

Dopplerografia

Doppler spettrale dell'arteria carotide comune

La tecnica si basa sull'utilizzo dell'effetto Doppler. L'essenza dell'effetto è che le onde ultrasoniche vengono riflesse da oggetti in movimento con una frequenza modificata. Questo spostamento di frequenza è proporzionale alla velocità di movimento delle strutture individuate: se il movimento è diretto verso il sensore, la frequenza aumenta, se lontano dal sensore diminuisce.

Dopplerografia spettrale di flusso (PSD)

Progettato per valutare il flusso sanguigno in vasi e camere cardiache relativamente grandi. Il tipo principale di informazioni diagnostiche è una registrazione spettrografica, che rappresenta un'analisi della velocità del flusso sanguigno nel tempo. In un grafico di questo tipo, la velocità è tracciata lungo l'asse verticale e il tempo lungo l'asse orizzontale. I segnali visualizzati sopra l'asse orizzontale provengono dal flusso sanguigno diretto verso il sensore, sotto questo asse - dal sensore. Oltre alla velocità e alla direzione del flusso sanguigno, il tipo di spettrogramma Doppler può essere utilizzato per determinare la natura del flusso sanguigno: il flusso laminare viene visualizzato come una curva stretta con contorni chiari, il flusso turbolento come una curva ampia ed eterogenea.

PSD continuo (onda costante).

La tecnica si basa sulla radiazione costante e sulla ricezione costante delle onde ultrasoniche riflesse. In questo caso, l'entità dello spostamento di frequenza del segnale riflesso è determinata dal movimento di tutte le strutture lungo il percorso del raggio ultrasonico nella profondità della sua penetrazione. Svantaggio: impossibilità di analisi isolate dei flussi in un luogo rigorosamente definito. Vantaggi: consente di misurare portate elevate di sangue.

PSD a impulsi

La tecnica si basa sull'emissione periodica di una serie di impulsi di onde ultrasoniche, che, riflesse dai globuli rossi, vengono percepite in sequenza dallo stesso sensore. In questa modalità vengono registrati i segnali riflessi solo da una certa distanza dal sensore, impostabili a discrezione del medico. Il luogo in cui viene studiato il flusso sanguigno è chiamato volume di controllo. Vantaggi: la capacità di valutare il flusso sanguigno in un dato punto.

Mappatura Color Doppler (CDC)

Basato sulla codifica a colori del valore di spostamento Doppler della frequenza emessa. La tecnica fornisce la visualizzazione diretta del flusso sanguigno nel cuore e nei vasi relativamente grandi. Il colore rosso corrisponde al flusso che va verso il sensore, blu - dal sensore. Le tonalità scure di questi colori corrispondono alle basse velocità, le tonalità chiare alle alte velocità. Svantaggio: incapacità di ottenere immagini di piccoli vasi sanguigni con una bassa velocità del flusso sanguigno. Vantaggi: permette di valutare sia lo stato morfologico dei vasi che lo stato del flusso sanguigno al loro interno.

Power Doppler (ED)

La tecnica si basa sull'analisi delle ampiezze di tutti i segnali eco dello spettro Doppler, che riflettono la densità dei globuli rossi in un dato volume. Le sfumature di colore (dall'arancione scuro al giallo) forniscono informazioni sull'intensità del segnale eco. Il valore diagnostico dell'ecografia power Doppler risiede nella capacità di valutare la vascolarizzazione di organi e aree patologiche. Svantaggio: è impossibile giudicare la direzione, la natura e la velocità del flusso sanguigno. Vantaggi: vengono rilevati tutti i vasi, indipendentemente dal loro percorso rispetto al fascio di ultrasuoni, compresi i vasi sanguigni di diametro molto piccolo e con bassa velocità del flusso sanguigno.

Opzioni combinate

Vengono utilizzate anche opzioni combinate, in particolare:

• CDK+ED: dopplerografia a colori convergente
• Ecografia B-mode + PSD (o ED) - studio duplex

Mappatura Doppler tridimensionale e ED tridimensionale

Tecniche che consentono di osservare in tempo reale da qualsiasi angolazione un'immagine tridimensionale della disposizione spaziale dei vasi sanguigni, che consente di valutare con precisione la loro relazione con varie strutture anatomiche e processi patologici, compresi i tumori maligni. Questa modalità sfrutta la capacità di memorizzare più fotogrammi di un'immagine. Dopo aver attivato la modalità, il ricercatore sposta il sensore o ne modifica la posizione angolare senza disturbare il contatto del sensore con il corpo del paziente. In questo caso vengono registrati una serie di ecogrammi bidimensionali con un piccolo passo (piccola distanza tra i piani di sezione). Sulla base dei frame ricevuti il ​​sistema ricostruisce una pseudo-tridimensionale [ termine sconosciuto] immagine solo della parte colorata dell'immagine, che caratterizza il flusso sanguigno nei vasi. Poiché questo non costruisce un vero modello tridimensionale dell'oggetto, quando si tenta di modificare l'angolo di visione, compaiono distorsioni geometriche significative dovute al fatto che è difficile garantire manualmente un movimento uniforme del sensore alla velocità richiesta durante la registrazione delle informazioni . Il metodo che permette di ottenere immagini tridimensionali senza distorsioni è chiamato metodo dell'ecografia tridimensionale (3D).

Contrasto eco

La tecnica si basa sulla somministrazione endovenosa di speciali agenti di contrasto contenenti microbolle libere di gas (di diametro inferiore a 5 micron con la loro circolazione per almeno 5 minuti). L'immagine risultante viene catturata sullo schermo del monitor e quindi registrata utilizzando una stampante.

Nella pratica clinica, la tecnica viene utilizzata in due direzioni.

Angiografia dinamica con ecocontrasto

La visualizzazione del flusso sanguigno è notevolmente migliorata, soprattutto nei vasi piccoli, localizzati in profondità e con bassa velocità del flusso sanguigno; la sensibilità della circolazione del colore e dell'edema aumenta significativamente; offre la possibilità di osservare in tempo reale tutte le fasi del contrasto vascolare; aumenta l'accuratezza della valutazione delle lesioni stenotiche dei vasi sanguigni.

Contrasto eco tissutale

Ciò è assicurato dalla selettività dell'inclusione dei mezzi di contrasto ecografici nella struttura di alcuni organi. Il grado, la velocità e l'accumulo del contrasto ecografico nei tessuti invariati e patologici sono diversi. Diventa possibile valutare la perfusione degli organi, migliora la risoluzione del contrasto tra i tessuti normali e malati, il che aiuta ad aumentare l'accuratezza della diagnosi di varie malattie, in particolare dei tumori maligni.

Applicazione in medicina

Applicazioni terapeutiche degli ultrasuoni in medicina

Oltre al suo ampio utilizzo per scopi diagnostici, gli ultrasuoni vengono utilizzati in medicina come agente terapeutico.

Gli ultrasuoni hanno i seguenti effetti:

• antinfiammatorio, assorbente
• analgesico, antispasmodico
• miglioramento della cavitazione della permeabilità cutanea

La fonoforesi è un metodo combinato in cui il tessuto viene esposto agli ultrasuoni e alle sostanze medicinali introdotte con il suo aiuto (sia farmaci che di origine naturale). La conduzione di sostanze sotto l'influenza degli ultrasuoni è dovuta ad un aumento della permeabilità dell'epidermide e delle ghiandole cutanee, delle membrane cellulari e delle pareti dei vasi per sostanze di piccolo peso molecolare, in particolare ioni minerali bischofite. Convenienza dell'ultrafonoforesi di farmaci e sostanze naturali:

• la sostanza terapeutica non viene distrutta quando somministrata mediante ultrasuoni
• sinergismo tra ultrasuoni e sostanze medicinali

Indicazioni per la fonoforesi con bischofite: osteoartrosi, osteocondrosi, artrite, borsiti, epicondilite, sperone calcaneare, condizioni dopo lesioni al sistema muscolo-scheletrico; neuriti, neuropatie, radicoliti, nevralgie, lesioni nervose.

Si applica il gel bischofite e si effettua un micromassaggio della zona da trattare utilizzando la superficie di lavoro dell'emettitore. La tecnica è labile, usuale per l'ultrafonoforesi (per UVF delle articolazioni e della colonna vertebrale, l'intensità nella regione cervicale è 0,2-0,4 W/cm2, nella regione toracica e lombare - 0,4-0,6 W/cm2).

Pericolo ed effetti collaterali

L'ecografia è generalmente considerata un modo sicuro per ottenere informazioni.

Anche l'ecografia diagnostica fetale è generalmente considerata un metodo sicuro da utilizzare durante la gravidanza. Questa procedura diagnostica dovrebbe essere utilizzata solo in presenza di indicazioni mediche impellenti, con la durata più breve possibile dell'esposizione agli ultrasuoni che consentirà di ottenere le informazioni diagnostiche necessarie, cioè secondo il principio minimo accettabile o ALARA.

Il Rapporto 875 dell’Organizzazione Mondiale della Sanità del 1998 sostiene l’idea che gli ultrasuoni sono innocui: “L’ecografia diagnostica fetale è riconosciuta come una modalità di imaging sicura, efficace e altamente flessibile in grado di rivelare informazioni clinicamente rilevanti sulla maggior parte delle parti del corpo in modo rapido ed economico”. maniera." Nonostante la mancanza di dati sui danni degli ultrasuoni al feto, la Food and Drug Administration statunitense considera la pubblicità, la vendita o il noleggio di apparecchiature ad ultrasuoni per creare “video della memoria fetale” come un uso improprio delle apparecchiature mediche.

Ecoencefalografia

Articolo principale: Ecoencefalografia

L'uso degli ultrasuoni per la diagnosi di gravi lesioni alla testa consente al chirurgo di determinare la posizione delle emorragie. Utilizzando una sonda portatile, la posizione della linea mediana del cervello può essere stabilita in circa un minuto. Il principio di funzionamento di tale sonda si basa sulla registrazione di un'eco ultrasonica dall'interfaccia tra gli emisferi.

Oftalmologia

Le sonde ad ultrasuoni vengono utilizzate per misurare la dimensione dell'occhio e determinare la posizione del cristallino.

Malattie interne

Gli ultrasuoni svolgono un ruolo importante nella diagnosi delle malattie degli organi interni, come:

• cavità addominale e spazio retroperitoneale
• organi pelvici

A causa del suo costo relativamente basso e dell'elevata disponibilità, gli ultrasuoni sono un metodo ampiamente utilizzato per esaminare un paziente e consentono di diagnosticare un numero abbastanza elevato di malattie, come il cancro, alterazioni croniche diffuse negli organi (alterazioni diffuse nel fegato e nel pancreas, nei reni e parenchima renale, ghiandola prostatica, presenza di calcoli nella cistifellea, reni, presenza di anomalie degli organi interni, formazioni di liquidi negli organi, ecc.

A causa delle caratteristiche fisiche, non tutti gli organi possono essere esaminati in modo affidabile mediante ultrasuoni; ad esempio, gli organi cavi del tratto gastrointestinale sono di difficile accesso a causa del contenuto di gas in essi contenuti. Tuttavia, la diagnostica ecografica può essere utilizzata per determinare segni di ostruzione intestinale e segni indiretti di aderenze. Utilizzando gli ultrasuoni, è possibile rilevare la presenza di liquido libero nella cavità addominale, se ce n'è abbastanza, che può svolgere un ruolo decisivo nelle tattiche di trattamento di una serie di malattie e lesioni terapeutiche e chirurgiche.

Fegato

Ecografia fegatoè abbastanza informativo. Il medico valuta le dimensioni del fegato, la sua struttura e omogeneità, la presenza di cambiamenti focali e lo stato del flusso sanguigno. L'ecografia consente di rilevare sia alterazioni diffuse nel fegato (epatosi grassa, epatite cronica e cirrosi) che focali (formazioni di liquidi e tumori) con sensibilità e specificità piuttosto elevate. Va assolutamente aggiunto che eventuali reperti ecografici sia del fegato che di altri organi devono essere valutati solo unitamente ai dati clinici, anamnestici, nonché ai dati di ulteriori esami.

Cistifellea e dotti biliari

Oltre al fegato stesso, viene valutata la condizione cistifellea e dotti biliari- se ne esaminano le dimensioni, lo spessore delle pareti, la pervietà, la presenza di calcoli e lo stato dei tessuti circostanti. Gli ultrasuoni consentono nella maggior parte dei casi di determinare la presenza di calcoli nella cavità della cistifellea.

Pancreas

Durante la ricerca pancreas se ne valutano le dimensioni, la forma, i contorni, l'omogeneità del parenchima e la presenza di formazioni. L'ecografia del pancreas di alta qualità è spesso piuttosto difficile, poiché può essere parzialmente o completamente bloccata dai gas nello stomaco, nell'intestino tenue e crasso. La conclusione più comune a cui giungono gli ecografisti è "cambiamenti diffusi nel pancreas", che possono riflettere sia cambiamenti legati all'età (sclerotica, infiltrazione grassa) sia possibili cambiamenti dovuti a processi infiammatori cronici.

Reni e ghiandole surrenali, retroperitoneo

Lo studio dello spazio retroperitoneale, dei reni e delle ghiandole surrenali è piuttosto difficile per un medico a causa delle peculiarità della loro posizione, della complessità della loro struttura e della versatilità e ambiguità dell'interpretazione dell'immagine ecografica di questi organi. Quando si esaminano i reni, vengono valutati il ​​loro numero, posizione, dimensione, forma, contorni, struttura del parenchima e del sistema pielocaliceale. L'ecografia consente di identificare anomalie renali, presenza di calcoli, formazioni liquide e tumorali, nonché cambiamenti dovuti a processi patologici cronici e acuti dei reni.

Tiroide

Nello studio della ghiandola tiroidea, l'ecografia è quella principale e consente di determinare la presenza di nodi, cisti, cambiamenti nelle dimensioni e nella struttura della ghiandola.

Cardiologia, chirurgia vascolare e cardiaca

L'ecocardiografia (EchoCG) è una diagnosi ecografica delle malattie cardiache. Questo studio valuta le dimensioni del cuore e le sue singole strutture (ventricoli, atri, setto interventricolare, spessore del miocardio dei ventricoli, atri, ecc.), la presenza e il volume del fluido nel pericardio - la "camicia del cuore", e la condizione delle valvole cardiache. Utilizzando calcoli e misurazioni speciali, l'ecocardiografia consente di determinare la massa del cuore, la contrattilità del cuore - la frazione di eiezione, ecc. Esistono sonde che aiutano durante l'intervento chirurgico al cuore per monitorare il funzionamento della valvola mitrale, situata tra il ventricolo e l'atrio.

Ostetricia, ginecologia e diagnostica prenatale

L'esame ecografico viene utilizzato per studiare gli organi genitali interni di una donna, le condizioni dell'utero gravido, l'anatomia e il monitoraggio dello sviluppo intrauterino del feto.

Ecografia tridimensionale di un feto di 29 settimane.

Questo effetto è ampiamente utilizzato in ostetricia, poiché i suoni provenienti dall'utero vengono facilmente registrati. All'inizio della gravidanza, il suono viaggia attraverso la vescica. Quando l'utero si riempie di liquido, inizia a condurre il suono stesso. La posizione della placenta è determinata dai suoni del sangue che scorre attraverso di essa e dopo 9-10 settimane dal momento della formazione del feto si può sentire il battito del suo cuore. Utilizzando gli ultrasuoni, puoi anche determinare il numero di embrioni o determinare la morte del feto.

Dispositivo diagnostico ad ultrasuoni

Un apparecchio diagnostico ad ultrasuoni (scanner ad ultrasuoni) è un dispositivo progettato per ottenere informazioni sulla posizione, forma e struttura di organi e tessuti e per misurare le dimensioni lineari di oggetti biologici utilizzando il metodo di localizzazione ad ultrasuoni.

Classificazione degli apparecchi ad ultrasuoni

A seconda del loro scopo funzionale, i dispositivi sono suddivisi nelle seguenti tipologie principali:

• ETS - ecotomoscopi (dispositivi progettati principalmente per l'esame del feto, degli organi addominali e pelvici);
• EX - ecocardioscopi (dispositivi progettati per studiare il cuore);
• EES - ecoencefaloscopi (dispositivi progettati per studiare il cervello);
• EOS - eco-oftalmoscopi (dispositivi progettati per esaminare l'occhio).

A seconda del momento in cui ricevono le informazioni diagnostiche, i dispositivi sono suddivisi nei seguenti gruppi:

• C - statico;
• D - dinamico;
• K - combinato.

Termini, concetti, abbreviazioni

• 3D avanzato- programma di ricostruzione 3D ampliato.
• ATO- Ottimizzazione automatica dell'immagine, ottimizza la qualità dell'immagine con il semplice clic di un pulsante.
• Flusso B- visualizzazione del flusso sanguigno direttamente in B-mode senza l'utilizzo di metodi Doppler.
• Opzione di imaging a contrasto codificato- modalità immagine di contrasto codificata, utilizzata negli studi con agenti di contrasto.
• CodeScan- tecnologia per amplificare i segnali eco deboli e sopprimere le frequenze indesiderate (rumore, artefatti) creando una sequenza codificata di impulsi in trasmissione con la possibilità di decodificarli in ricezione utilizzando un decoder digitale programmabile. Questa tecnologia consente una qualità dell'immagine insuperabile e una migliore qualità diagnostica attraverso nuove modalità di scansione.
• Color doppler (CFM o CFA)- Color Doppler - evidenziando sull'ecogramma con colori (color mapping) la natura del flusso sanguigno nella zona di interesse. Il flusso sanguigno al sensore è solitamente rappresentato in rosso e dal sensore in blu. Il flusso sanguigno turbolento è mappato in colore blu-verde-giallo. Il color Doppler viene utilizzato per studiare il flusso sanguigno nei vasi e nell'ecocardiografia. Altri nomi per la tecnologia sono mappatura color Doppler (CDC), mappatura del flusso di colore (CFM) e angiografia a flusso di colore (CFA). Tipicamente, utilizzando il color Doppler, cambiando la posizione del sensore, si individua l'area di interesse (vaso), quindi si utilizza il Doppler pulsato per la valutazione quantitativa. Il color e il power Doppler aiutano a differenziare le cisti dai tumori poiché il contenuto interno di una cisti è avascolare e quindi non può mai avere loci colorati.
• DICOM- la capacità di trasferire dati "grezzi" sulla rete per l'archiviazione su server e workstation, la stampa e ulteriori analisi.
• 3D facile- modalità di ricostruzione tridimensionale della superficie con possibilità di impostare il livello di trasparenza.
• Modalità M- modalità di scansione ecografica unidimensionale (storicamente la prima modalità ecografica), in cui vengono esaminate le strutture anatomiche lungo l'asse temporale, attualmente utilizzata in ecocardiografia. La modalità M viene utilizzata per valutare le dimensioni e la funzione contrattile del cuore e il funzionamento dell'apparato valvolare. Utilizzando questa modalità è possibile calcolare la contrattilità dei ventricoli sinistro e destro e valutare la cinetica delle loro pareti.
• MPEGvue- accesso rapido ai dati digitali memorizzati e una procedura semplificata per trasferire immagini e videoclip su CD in un formato standard per la successiva visualizzazione e analisi su un computer.
• Powerdoppler- power Doppler - valutazione qualitativa del flusso sanguigno a bassa velocità, utilizzato nello studio di una rete di piccoli vasi (tiroide, reni, ovaie), vene (fegato, testicoli), ecc. Più sensibile alla presenza del flusso sanguigno rispetto a color-Doppler. L'ecogramma viene solitamente visualizzato in una tavolozza arancione; le tonalità più luminose indicano una velocità del flusso sanguigno più elevata. Lo svantaggio principale è la mancanza di informazioni sulla direzione del flusso sanguigno. L'uso del power Doppler in modalità tridimensionale consente di giudicare la struttura spaziale del flusso sanguigno nell'area di scansione. Il Power Doppler viene utilizzato raramente in ecocardiografia, ma talvolta viene utilizzato in combinazione con agenti di contrasto per studiare la perfusione miocardica. Il color e il power Doppler aiutano a differenziare le cisti dai tumori poiché il contenuto interno di una cisti è avascolare e quindi non può mai avere loci colorati.
• Stress intelligente- capacità ampliate degli studi sull'ecostress. Analisi quantitativa e possibilità di salvare tutte le impostazioni di scansione per ogni fase dello studio durante la visualizzazione di diversi segmenti del cuore.
• Imaging armonico dei tessuti (THI)- tecnologia per isolare la componente armonica delle vibrazioni degli organi interni causata dal passaggio di un impulso ultrasonico di base attraverso il corpo. Il segnale utile è quello ottenuto sottraendo la componente base al segnale riflesso. L'uso della 2a armonica è consigliabile quando si esegue la scansione ecografica attraverso i tessuti che assorbono intensamente la 1a armonica (di base). La tecnologia prevede l'uso di sensori a banda larga e un percorso di ricezione ad alta sensibilità, che migliora la qualità dell'immagine, la risoluzione lineare e il contrasto nei pazienti in sovrappeso. * Imaging di sincronizzazione tissutale (TSI)- uno strumento specializzato per la diagnosi e la valutazione delle disfunzioni cardiache.
• Imaging della velocità dei tessuti"- Doppler tissutale (Tissue Velocity Imaging o Dopplerografia tissutale) - mappatura cromatica del movimento dei tessuti, utilizzata insieme al Doppler pulsato nell'ecocardiografia per valutare la contrattilità miocardica. Studiando le direzioni di movimento delle pareti dei ventricoli sinistro e destro in sistole e diastole con il Doppler tissutale, è possibile individuare zone nascoste di alterata contrattilità locale.
• TruAccess- un approccio all'acquisizione delle immagini basato sulla possibilità di accedere a dati ecografici “grezzi”.
• TruSpeed- un set unico di componenti software e hardware per l'elaborazione dei dati ecografici, che fornisce una qualità dell'immagine ideale e la massima velocità di elaborazione dei dati in tutte le modalità di scansione.
• Convesso virtuale- immagine convessa espansa quando si utilizzano sensori lineari e settoriali.
• VScan- visualizzazione e quantificazione del movimento miocardico.
• Doppler pulsato (PW, HFPW)- Il Doppler pulsato (Onda Pulsata o PW) viene utilizzato per quantificare il flusso sanguigno nei vasi. La base temporale verticale visualizza la velocità del flusso nel punto in esame. I flussi che si muovono verso il sensore vengono visualizzati sopra la linea di base, mentre il flusso di ritorno (lontano dal sensore) viene mostrato di seguito. La velocità massima del flusso dipende dalla profondità di scansione, dalla frequenza del polso e presenta una limitazione (circa 2,5 m/s durante la diagnosi del cuore). Il Doppler pulsato ad alta frequenza (HFPW - onda pulsata ad alta frequenza) consente di registrare velocità di flusso più elevate, ma presenta anche una limitazione associata alla distorsione dello spettro Doppler.
• Doppler ad onda continua- Il Doppler a onda continua (CW) viene utilizzato per quantificare il flusso sanguigno nei vasi con flussi ad alta velocità. Lo svantaggio di questo metodo è che i flussi vengono registrati per tutta la profondità di scansione. Nell'ecocardiografia, utilizzando il Doppler a onda continua, è possibile calcolare la pressione nelle cavità del cuore e dei grandi vasi in una o nell'altra fase del ciclo cardiaco, calcolare il grado di significatività della stenosi, ecc. L'equazione CW principale è l'equazione di Bernoulli , che consente di calcolare la differenza di pressione o il gradiente di pressione. Utilizzando l'equazione, è possibile misurare la differenza di pressione tra le camere in condizioni normali e in presenza di flusso sanguigno patologico e ad alta velocità.

L'esame ecografico (ultrasuoni) è una delle tecniche diagnostiche più comuni che utilizza le onde ultrasoniche per ottenere immagini degli organi interni umani. A differenza di altre tecniche simili, gli ultrasuoni non provocano fastidi né effetti negativi sull’organismo.

Preparazione del paziente per l'ecografia

Per condurre una diagnosi ottimale e accurata utilizzando gli ultrasuoni, il paziente deve sottoporsi a una serie di manipolazioni e istruzioni prima dell'ecografia, vale a dire:

Processo ad ultrasuoni

All'ora stabilita, il personale medico invita il paziente a sedersi su un lettino speciale.

• stomaco;
• ghiandola mammaria;
• eccetera.

Il medico tratta la pelle del paziente con un gel speciale che aiuta a condurre in modo efficiente le onde ultrasoniche attraverso il corpo. Successivamente, il medico preme un sensore sensibile in diversi punti del corpo del paziente, che trasmette l’immagine degli organi interni sul monitor dell’apparecchio.

Costo degli ultrasuoni

Il costo di un esame ecografico dipende da una serie di fattori, che vengono determinati individualmente, in base alla tecnica utilizzata e alla diagnosi del paziente. Informazioni più dettagliate dai nostri specialisti.

Indubbiamente, ogni persona è alla ricerca dei modi migliori per studiare il proprio corpo. Ecco perché siamo pronti ad aiutarti. Per fare ciò, è necessario chiedere consiglio ai nostri specialisti compilando.

Metodi di ricerca ad ultrasuoni

1. Concetto di KM

Le onde ultrasoniche sono vibrazioni elastiche di un mezzo con una frequenza che si trova al di sopra della gamma dei suoni udibili dall'uomo - superiore a 20 kHz. Il limite superiore delle frequenze ultrasoniche può essere considerato 1 – 10 GHz. Questo limite è determinato dalle distanze intermolecolari e dipende quindi dallo stato di aggregazione della sostanza in cui si propagano le onde ultrasoniche. Hanno un'elevata capacità di penetrazione e attraversano i tessuti corporei che non trasmettono luce visibile. Le onde ultrasoniche sono radiazioni non ionizzanti e, nel range utilizzato in diagnostica, non provocano effetti biologici significativi. In termini di intensità media, la loro energia non supera quando si utilizzano impulsi brevi di 0,01 W/cm 2 . Pertanto, non ci sono controindicazioni allo studio. La stessa procedura diagnostica ecografica è breve, indolore e può essere ripetuta più volte. L'installazione ad ultrasuoni occupa poco spazio e non richiede alcuna protezione. Può essere utilizzato per esaminare sia pazienti ricoverati che ambulatoriali.

Pertanto, il metodo ad ultrasuoni è un metodo per determinare a distanza la posizione, la forma, le dimensioni, la struttura e i movimenti di organi e tessuti, nonché i focolai patologici utilizzando la radiazione ultrasonica. Garantisce la registrazione anche di piccoli cambiamenti nella densità dei mezzi biologici. Nei prossimi anni diventerà probabilmente la principale modalità di imaging nella medicina diagnostica. Per la sua semplicità, innocuità ed efficacia, nella maggior parte dei casi dovrebbe essere utilizzato nelle prime fasi del processo diagnostico.

Per generare gli ultrasuoni vengono utilizzati dispositivi chiamati emettitori di ultrasuoni. I più diffusi sono gli emettitori elettromeccanici basati sul fenomeno dell'effetto piezoelettrico inverso. L'effetto piezoelettrico inverso consiste nella deformazione meccanica dei corpi sotto l'influenza di un campo elettrico. La parte principale di tale emettitore è una piastra o asta costituita da una sostanza con proprietà piezoelettriche ben definite (quarzo, sale di Rochelle, materiale ceramico a base di titanato di bario, ecc.). Gli elettrodi vengono applicati sulla superficie della piastra sotto forma di strati conduttivi. Se applicato agli elettrodi, alternato tensione elettrica dal generatore, poi la piastra, grazie all'effetto piezoelettrico inverso, inizierà a vibrare emettendo un'onda meccanica della frequenza corrispondente.

L'effetto maggiore della radiazione delle onde meccaniche si verifica quando viene soddisfatta la condizione di risonanza. Pertanto, per piastre di 1 mm di spessore, la risonanza avviene per il quarzo ad una frequenza di 2,87 MHz, per il sale di Rochelle a 1,5 MHz e per il titanato di bario a 2,75 MHz.

È possibile creare un ricevitore a ultrasuoni basato sull'effetto piezoelettrico (effetto piezoelettrico diretto). In questo caso, sotto l'influenza di un'onda meccanica (onda ultrasonica), avviene la deformazione del cristallo che porta, attraverso l'effetto piezoelettrico, alla generazione di un campo elettrico alternato; è possibile misurare la tensione elettrica corrispondente.

L'uso degli ultrasuoni in medicina è associato alle peculiarità della sua distribuzione e alle proprietà caratteristiche. Consideriamo questa domanda. Per la sua natura fisica, gli ultrasuoni, come il suono, sono un'onda meccanica (elastica). Tuttavia, la lunghezza d'onda degli ultrasuoni è significativamente inferiore alla lunghezza d'onda del suono. La diffrazione dell'onda dipende in modo significativo dal rapporto tra la lunghezza d'onda e la dimensione dei corpi su cui l'onda si diffrange. Un corpo "opaco" di 1 m di dimensione non costituirà un ostacolo per un'onda sonora con una lunghezza di 1,4 m, ma diventerà un ostacolo per un'onda ultrasonica con una lunghezza di 1,4 mm e apparirà una "ombra ultrasonica". Ciò consente in alcuni casi di non tenere conto della diffrazione delle onde ultrasoniche, considerando queste onde come raggi durante la rifrazione e la riflessione, simili alla rifrazione e alla riflessione dei raggi luminosi).

La riflessione degli ultrasuoni al confine di due mezzi dipende dal rapporto tra le loro impedenze d'onda. Pertanto, gli ultrasuoni si riflettono bene ai confini del muscolo - periostio - osso, sulla superficie degli organi cavi, ecc. Pertanto, è possibile determinare la posizione e la dimensione di inclusioni eterogenee, cavità, organi interni, ecc. (localizzazione ultrasonica ). La localizzazione ad ultrasuoni utilizza sia la radiazione continua che quella pulsata. Nel primo caso si studia un'onda stazionaria, che nasce dall'interferenza delle onde incidenti e riflesse dall'interfaccia. Nel secondo caso si osserva l'impulso riflesso e si misura il tempo di propagazione degli ultrasuoni verso l'oggetto studiato e ritorno. Conoscendo la velocità di propagazione degli ultrasuoni, viene determinata la profondità dell'oggetto.

La resistenza alle onde (impedenza) dei mezzi biologici è 3000 volte maggiore della resistenza alle onde dell'aria. Pertanto, se si applica un emettitore di ultrasuoni ad un corpo umano, gli ultrasuoni non penetreranno all'interno, ma verranno riflessi a causa di un sottile strato d'aria tra l'emettitore e l'oggetto biologico. Per eliminare lo strato d'aria, la superficie dell'emettitore di ultrasuoni viene ricoperta da uno strato di olio.

La velocità di propagazione delle onde ultrasoniche e il loro assorbimento dipendono in modo significativo dallo stato dell'ambiente; Questa è la base per l'uso degli ultrasuoni per studiare le proprietà molecolari di una sostanza. Ricerche di questo tipo sono oggetto dell'acustica molecolare.

2. Sorgente e ricevitore della radiazione ultrasonica

La diagnostica ad ultrasuoni viene eseguita utilizzando un'installazione ad ultrasuoni. È un dispositivo complesso e allo stesso tempo abbastanza portatile, realizzato sotto forma di dispositivo fisso o mobile. Per generare gli ultrasuoni vengono utilizzati dispositivi chiamati emettitori di ultrasuoni. La sorgente e il ricevitore (sensore) delle onde ultrasoniche in tale installazione è una piastra piezoceramica (cristallo) situata nell'antenna (sonda sonora). Questa piastra è un trasduttore ad ultrasuoni. La corrente elettrica alternata modifica le dimensioni della piastra, eccitando così le vibrazioni ultrasoniche. Le vibrazioni utilizzate per la diagnostica hanno una lunghezza d'onda corta, che consente loro di formare un fascio stretto diretto sulla parte del corpo esaminata. Le onde riflesse vengono percepite dalla stessa piastra e convertite in segnali elettrici. Questi ultimi vengono alimentati ad un amplificatore ad alta frequenza e vengono ulteriormente elaborati e presentati all'utente sotto forma di un'immagine unidimensionale (sotto forma di curva) o bidimensionale (sotto forma di immagine). Il primo è chiamato ecogramma e il secondo è chiamato ecografia (ecografia) o ecografia.

La frequenza delle onde ultrasoniche viene selezionata in base allo scopo dello studio. Per le strutture profonde vengono utilizzate frequenze più basse e viceversa. Ad esempio, per studiare il cuore vengono utilizzate onde con una frequenza di 2,25-5 MHz, in ginecologia - 3,5-5 MHz e per l'ecografia dell'occhio - 10-15 MHz. Nelle installazioni moderne, l'eco e gli ecogrammi vengono sottoposti ad analisi computerizzata utilizzando programmi standard. Le informazioni sono stampate in forma alfabetica e numerica; possono essere registrate su videocassetta, anche a colori.

Tutti gli impianti ad ultrasuoni, ad eccezione di quelli basati sull'effetto Doppler, funzionano in modalità ecolocalizzazione a impulsi: viene emesso un breve impulso e viene percepito il segnale riflesso. A seconda degli obiettivi della ricerca vengono utilizzati diversi tipi di sensori. Alcuni di essi sono progettati per la scansione dalla superficie corporea. Altri sensori sono collegati a una sonda endoscopica e vengono utilizzati per l'esame intracavitario, anche in combinazione con l'endoscopia (endosonografia). Questi sensori, così come le sonde progettate per la localizzazione ultrasonica sul tavolo operatorio, possono essere sterilizzati.

Secondo il principio di funzionamento, tutti i dispositivi ad ultrasuoni sono divisi in due gruppi: eco a impulsi e Doppler. I dispositivi del primo gruppo vengono utilizzati per determinare le strutture anatomiche, la loro visualizzazione e misurazione. I dispositivi del secondo gruppo consentono di ottenere caratteristiche cinematiche di processi che si verificano rapidamente: flusso sanguigno nei vasi, contrazioni cardiache. Tuttavia, questa divisione è condizionata. Esistono installazioni che consentono di studiare contemporaneamente sia parametri anatomici che funzionali.

3. Oggetto dell'esame ecografico

Grazie alla sua innocuità e semplicità, il metodo ecografico può essere ampiamente utilizzato nell'esame della popolazione durante l'esame clinico. È indispensabile quando si studiano bambini e donne incinte. In clinica viene utilizzato per identificare i cambiamenti patologici nei malati. Per l'esame del cervello, degli occhi, della tiroide e delle ghiandole salivari, del seno, del cuore, dei reni, delle donne incinte con un termine superiore a 20 settimane. non è richiesta alcuna formazione speciale.

Il paziente viene esaminato in diverse posizioni del corpo e diverse posizioni della sonda manuale (sensore). In questo caso, il medico di solito non si limita alle posizioni standard. Modificando la posizione del sensore, si cerca di ottenere le informazioni più complete sullo stato degli organi. La pelle sopra la parte del corpo esaminata viene lubrificata con un mezzo che trasmette bene gli ultrasuoni per un migliore contatto (vaselina o gel speciale).

L'attenuazione degli ultrasuoni è determinata dalla resistenza ultrasonica. Il suo valore dipende dalla densità del mezzo e dalla velocità di propagazione dell'onda ultrasonica al suo interno. Giunto al confine di due mezzi con impedenza diversa, il fascio di queste onde subisce una modifica: parte di esso continua a propagarsi nel nuovo mezzo, e parte di esso viene riflesso. Il coefficiente di riflessione dipende dalla differenza di impedenza dei mezzi di contatto. Maggiore è la differenza di impedenza, maggiore è la quantità di onde riflesse. Inoltre il grado di riflessione è legato all'angolo di incidenza delle onde sul piano adiacente. La riflessione maggiore avviene ad angolo retto di incidenza. A causa della riflessione quasi completa delle onde ultrasoniche ai confini di alcuni mezzi, durante l'esame ecografico si devono affrontare zone "cieche": questi sono i polmoni pieni d'aria, l'intestino (se c'è gas al suo interno) e le aree di tessuto situato dietro le ossa. Fino al 40% delle onde si riflette al confine tra tessuto muscolare e osseo e quasi il 100% viene riflesso al confine tra tessuti molli e gas, poiché il gas non conduce le onde ultrasoniche.

Tre metodi di diagnostica ecografica sono più diffusi nella pratica clinica: esame unidimensionale (ecografia), esame bidimensionale (scansione, ecografia) e dopplerografia. Tutti si basano sulla registrazione dei segnali eco riflessi da un oggetto.

1) Ecografia unidimensionale

Un tempo con il termine “ecografia” si intendeva qualsiasi esame ecografico, ma negli ultimi anni è stato utilizzato principalmente per riferirsi ad un metodo di esame unidimensionale. Sono disponibili due opzioni: metodo A e metodo M. Nel metodo A il sensore si trova in una posizione fissa per registrare il segnale dell'eco nella direzione della radiazione. I segnali di eco sono rappresentati in forma unidimensionale, come segni di ampiezza sull'asse del tempo. Da qui, a proposito, il nome del metodo. Deriva dalla parola inglese ampiezza. In altre parole, il segnale riflesso forma una figura sullo schermo dell'indicatore sotto forma di un picco su una linea retta. Il picco iniziale della curva corrisponde al momento di generazione dell'impulso ultrasonico. I picchi ripetuti corrispondono agli echi provenienti dalle strutture anatomiche interne. L'ampiezza del segnale visualizzato sullo schermo caratterizza l'entità della riflessione (a seconda dell'impedenza) e il tempo di ritardo rispetto all'inizio della scansione caratterizza la profondità della disomogeneità, ovvero la distanza dalla superficie del corpo ai tessuti che riflettevano il segnale. Di conseguenza, il metodo unidimensionale fornisce informazioni sulle distanze tra gli strati di tessuto lungo il percorso dell'impulso ultrasonoro.

Il metodo A ha guadagnato una posizione forte nella diagnosi delle malattie del cervello, dell'organo della vista e del cuore. Nella clinica neurochirurgica viene utilizzata sotto il nome di ecoencefalografia per determinare le dimensioni dei ventricoli del cervello e la posizione delle strutture diencefaliche mediane. Lo spostamento o la scomparsa del picco corrispondente alle strutture della linea mediana indica la presenza di un focolaio patologico all'interno del cranio (tumore, ematoma, ascesso, ecc.). Lo stesso metodo, chiamato ecooftalmografia, viene utilizzato nella clinica delle malattie oculari per studiare la struttura del bulbo oculare, le opacità del vitreo, il distacco della retina o della coroide e per localizzare un corpo estraneo o un tumore nell'orbita. Nella clinica cardiologica, la struttura del cuore viene valutata mediante l'ecocardiografia. Ma qui usano una variazione del metodo A - il metodo M (dall'inglese motion - movimento).

Anche nel metodo M il sensore si trova in una posizione fissa. L'ampiezza del segnale eco durante la registrazione di un oggetto in movimento (cuore, vaso) cambia. Se si sposta leggermente l'ecogramma con ciascun impulso di sondaggio successivo, si ottiene un'immagine sotto forma di curva, chiamata ecogramma M. La frequenza di invio degli impulsi ultrasonici è elevata: circa 1000 al 1 s, e la durata dell'impulso è molto breve, solo 1 μs. Pertanto, il sensore funziona solo per lo 0,1% del tempo come emettitore e per il 99,9% come dispositivo ricevente. Il principio del metodo M è che gli impulsi di corrente elettrica generati nel sensore vengono trasmessi a un'unità elettronica per l'amplificazione e l'elaborazione, e quindi emessi al tubo a raggi catodici di un monitor video (ecocardiografia) o a un sistema di registrazione - un registratore (ecocardiografia).

2) Scansione ad ultrasuoni (ecografia)

La scansione ad ultrasuoni fornisce un'immagine bidimensionale degli organi. Questo metodo è noto anche come metodo B (dall'inglese bright - luminosità). L'essenza del metodo è spostare il raggio ultrasonoro lungo la superficie del corpo durante lo studio. Ciò garantisce che i segnali vengano registrati simultaneamente o in sequenza da molti punti dell'oggetto. La serie di segnali risultante serve a formare un'immagine. Appare sullo schermo indicatore e può essere registrato su carta o pellicola Polaroid. Questa immagine può essere studiata con l'occhio, oppure può essere sottoposta ad elaborazione matematica, determinando le dimensioni: area, perimetro, superficie e volume dell'organo studiato.

Durante la scansione ad ultrasuoni, la luminosità di ciascun punto luminoso sullo schermo indicatore dipende direttamente dall'intensità del segnale eco. Un forte segnale di eco produce un punto luminoso luminoso sullo schermo, mentre i segnali deboli producono varie sfumature di grigio, persino nero (sistema della scala di grigi). Sui dispositivi con tale indicatore, le pietre appaiono di un bianco brillante e le formazioni contenenti liquido appaiono nere.

La maggior parte delle installazioni ad ultrasuoni consente la scansione con un raggio di onde di diametro relativamente grande e con un frame rate elevato al secondo, quando il tempo di movimento del raggio ultrasonico è molto inferiore al periodo di movimento degli organi interni. Ciò consente l'osservazione diretta sullo schermo indicatore dei movimenti degli organi (contrazioni e rilasciamenti del cuore, movimenti respiratori degli organi, ecc.). Si dice che tali studi siano condotti in tempo reale (ricerca in tempo reale).

L'elemento più importante di uno scanner a ultrasuoni, che garantisce il funzionamento in tempo reale, è un'unità di memoria digitale intermedia. In esso, l'immagine ecografica viene convertita in digitale e si accumula man mano che i segnali vengono ricevuti dal sensore. Allo stesso tempo, l'immagine viene letta dalla memoria da un dispositivo speciale e presentata alla velocità richiesta sullo schermo televisivo. La memoria intermedia ha un altro scopo. Grazie ad esso, l'immagine ha un carattere di mezzitoni, lo stesso di una radiografia. Ma la gamma di gradazioni di grigio nella radiografia non supera 15-20 e nell'installazione ad ultrasuoni raggiunge i 64 livelli. La memoria digitale intermedia consente di fermare l'immagine di un organo in movimento, ovvero di scattare un “fermo immagine” e di studiarlo attentamente sullo schermo del monitor TV. Se necessario, questa immagine può essere catturata su pellicola o carta Polaroid. Puoi registrare i movimenti dell'organo su supporto magnetico: disco o nastro.

3) Dopplerografia

La dopplerografia è una delle tecniche strumentali più eleganti. Si basa sul principio Doppler. Si afferma: la frequenza del segnale eco riflesso da un oggetto in movimento è diversa dalla frequenza del segnale emesso. La sorgente delle onde ultrasoniche, come in qualsiasi installazione ad ultrasuoni, è un trasduttore ultrasonico. È immobile e forma uno stretto fascio di onde diretto all'organo in esame. Se questo organo si muove durante il processo di osservazione, la frequenza delle onde ultrasoniche che ritornano al trasduttore differisce dalla frequenza delle onde primarie. Se un oggetto si muove verso un sensore fermo, incontra più onde ultrasoniche nello stesso periodo di tempo. Se l'oggetto si allontana dal sensore, ci sono meno onde.

La dopplerografia è una metodica diagnostica ecografica basata sull'effetto Doppler. L'effetto Doppler è un cambiamento nella frequenza delle onde ultrasoniche percepite dal sensore, che si verifica a seguito del movimento dell'oggetto studiato rispetto al sensore.

Esistono due tipi di studi Doppler: continui e pulsati. Nel primo, la generazione delle onde ultrasoniche viene effettuata in modo continuo da un elemento piezocristallino, mentre la registrazione delle onde riflesse viene effettuata da un altro. Nell'unità elettronica del dispositivo vengono confrontate due frequenze di vibrazioni ultrasoniche: quelle dirette al paziente e quelle riflesse da lui. Dallo spostamento delle frequenze di queste oscillazioni viene giudicata la velocità di movimento delle strutture anatomiche. L'analisi dello spostamento di frequenza può essere eseguita acusticamente o utilizzando registratori.

L'ecografia Doppler continua è un metodo di ricerca semplice e accessibile. È più efficace in caso di flussi sanguigni elevati, che si verificano, ad esempio, nelle aree di restringimento dei vasi sanguigni. Tuttavia, questo metodo presenta uno svantaggio significativo. Un cambiamento nella frequenza del segnale riflesso si verifica non solo a causa del movimento del sangue nel vaso in esame, ma anche a causa di qualsiasi altra struttura in movimento che si verifica nel percorso dell'onda ultrasonica incidente. Pertanto, con l'aiuto dell'ecografia Doppler continua, viene determinata la velocità totale di movimento di questi oggetti.

La dopplerografia pulsata è esente da questo svantaggio. Permette di misurare la velocità in un'area del volume di controllo specificata dal medico. Le dimensioni di questo volume sono piccole - solo pochi millimetri di diametro, e la sua posizione può essere fissata arbitrariamente dal medico in base al compito specifico dello studio. In alcuni dispositivi, la velocità del flusso sanguigno può essere determinata simultaneamente in diversi volumi di controllo, fino a 10. Tali informazioni riflettono il quadro completo del flusso sanguigno nell'area studiata del corpo del paziente. Facciamo presente, a proposito, che lo studio della velocità del flusso sanguigno è talvolta chiamato fluorimetria ultrasonica.

I risultati di uno studio Doppler pulsato possono essere presentati al medico in tre modi: sotto forma di indicatori quantitativi della velocità del flusso sanguigno, sotto forma di curve e uditivi, cioè segnali tonali all'uscita del suono. L'emissione sonora consente di distinguere a orecchio un flusso sanguigno laminare, omogeneo e regolare, da un flusso sanguigno turbolento a vortice in un vaso patologicamente alterato. Quando registrato su carta, il flusso sanguigno laminare è caratterizzato da una curva sottile, mentre il flusso sanguigno vorticoso è mostrato da una curva ampia ed eterogenea.

Le maggiori capacità sono fornite dagli impianti per l'ecografia Doppler bidimensionale in tempo reale. Forniscono una tecnica speciale chiamata angiodinografia. In queste installazioni, attraverso complesse trasformazioni elettroniche, si ottiene la visualizzazione del flusso sanguigno nei vasi e nelle camere del cuore. In questo caso, il sangue che si muove verso il sensore è colorato di rosso e dal sensore di blu. L'intensità del colore aumenta con l'aumentare della velocità del flusso sanguigno. Le scansioni bidimensionali codificate a colori sono chiamate angiogrammi.

L'ecografia Doppler viene utilizzata clinicamente per studiare la forma, i contorni e i lumi dei vasi sanguigni. La parete fibrosa del vaso è un buon riflettore delle onde ultrasoniche ed è quindi chiaramente visibile negli ecografie. Ciò consente di rilevare il restringimento e la trombosi dei vasi sanguigni, le singole placche aterosclerotiche in essi contenute, i disturbi del flusso sanguigno e determinare lo stato della circolazione collaterale.

Negli ultimi anni è diventata particolarmente importante la combinazione di ecografia e dopplerografia (la cosiddetta ecografia duplex). Produce sia un'immagine dei vasi (informazioni anatomiche) sia una registrazione della curva del flusso sanguigno in essi (informazioni fisiologiche). Esiste la possibilità di ricerca diretta non invasiva per diagnosticare lesioni occlusive di vari vasi con valutazione simultanea del flusso sanguigno al loro interno. In questo modo monitorano il riempimento sanguigno della placenta, le contrazioni del cuore fetale, la direzione del flusso sanguigno nelle camere del cuore, determinano il flusso inverso del sangue nel sistema della vena porta, calcolano il grado di stenosi vascolare, eccetera.